Brevet FR2099549A1 — publié le 19720317

i 2099549 La présente invention se rapporte à un dispcitif d'épanouissement de corps creux, en particulier de tubes en matières thermoplastiques. De tels épanouissements consistant en une augmentation du diamètre intérieur sont nécessaires, par 5 exemple, sur des tubes en matière plastique dans le cas où les tubes doivent être assemblés au moyen de raccords par emboîtement. A cet effet, on épanouit chaque fois une extrémité d'un tube pour former un manchon dans lequel on engage l'extrémité non épanouie de l'autre tube. Le manchon est avantageusement pourvu d'une mou-10 lure ou gorge supplémentaire destinée à recevoir un joint d'étan-chéité. Il faut à cet effet que la forme intérieure de l'épanouissement soit produite avec line grande précision, car l'étan-chéité du raccord et également le guidage du tube engagé dans le 15 manchon dépendent de façon décisive de la précision obtenue quant au diamètre du manchon et de la moulure ainsi que quant à la forme de cette moulure. En même temps, il faut éviter un endomma-gement des joints d'étanchéité placés dans la moulure. Il est déjà connu de produire des moulures en pressant 20 le corps creux, par exemple par pression d'huile ou d'air, contre un moule extérieur, de sorte qu'une moulure appropriée soit formée sur la surface du corps creux en question. Cependant, dans ce cas, la moulure n'est formée avec fidélité que sur le profil extérieur, tandis qu'à l'intérieur, où elle est précisément Importante, la 25 fidélité laisse à désirer. Pour remédier à ces inconvénients, on a déjà proposé de mouler par injection des corps creux avec des parties de paroi d'épaisseur renforcée ou avec des bourrelets extérieurs et d'usiner ensuite les moulures intérieurement à l'aide d'outils, sur des 30 machines spéciales. Un tel procédé est tout d'abord onéreux du fait qu'il entraîne une perte de matériau, et l'accumulation importante de matériau conduit, en outre, à des temps d'injection relativement longs pour la fabrication des corps creux. En outre, les arêtes vives qui peuvent se produire lors de l'usinage des 35 moulures sont dangereuses pour le joint d'étanchéité, du fait qu'elles risquent d'endommager ce dernier. Par ailleurs, il est déjà connu d'introduire des noyaux démontables compliqués dans les corps creux, noyaux permettant d'épanouir les corps creux et de les pourvoir d'un manchon et d'une 40 moulure. Dans ce cas, il faut que le noyau puisse être réduit 71 26916 2 209954? Jusqu'à une cote radiale telle que l'on soit à même de le retirer du manchon ainsi que de la moulure. De cette manière, on peut former des manchons et des moulures avec une très grande fidélité dimensionnelle, mais en raison de leur structure compliquée, ces 5 dispositifs sont très onéreux et sujets aux pannes et ne permettent pas l'utilisation de fluides de chauffage ou de refroidissement qui seraient à même d'accélérer l'opération de formage. En outre, une variation de la profondeur des moulures n'est possible que par l'utilisation d'un nouveau noyau. 10 La présente invention remédie aux inconvénients énumérés ci-dessus. L'invention a pour objet un dispositif pour réaliser des variations de section transversale sur des corps creux, au moyen d'un moule extérieur divisé et d'un mandrin cïépano\Jssement, ce dispositif étant caractérisé par le fait que le mandrin d'épa-15 nouissement se compose de deux parties entre lesquelles se trouve un anneau de formage monté en rotation sur une pièce coulissante qui est montée à son tour en translation sur une pièce de guidage, cet anneau de formage pouvant être entraîné en rotation par un système d'entraînement et être amené, par un vérin de levage, sur 20 une trajectoire circulaire autour de l'axe médian du mandrin d'épanouissement, et par le fait qu'il comporte un dispositif de serrage avec un système de levage. En vue du formage du manchon à l'extrémité du corps creux, on engage dans le corps creux le mandrin d'épanouissement 25 dont le contour coïncide avec le contour intérieur du corps creux. Aussi bien le moule extérieur que le mandrin d'épanouissement sont avantageusement traversés par des canaux servant au passage de fluides de chauffage ou de refroidissement en vue de l'accélération du processus de fabrication. 30 L'anneau de formage qui est monté en rotation sur la pièce coulissante est engagé, avec le mandrin d'épanouissement, dans le corps creux et est entraîné en rotation. La pièce coulissante est déplaçable par un vérin de levage Jusqu'à une butée. La position de la butée est variable au moyen d'une vis de réglage et 35 dépend de la hauteur de la moulure à produire. Pendant que la pièce coulissante se trouve déplacée lentement par le vérin de levage, avec l'anneau de formage, jusqu'à cette butée, l'anneau de formage tourne et décrit, en outre, une trajectoire circulaire autour de l'axe médian du corps creux, ce qui assure le formage 4-0 de la moulure. L'anneau de formage présente les contours intérieurs 71 26916 3 2099549 de la moulure. Par suite de la formation progressive de la moulure à la surface intérieure du corps creux, cette moulure présente la fidélité dimensionnelle requise. La paroi du corps creux ne se 5 trouve pas affaiblie, car au voisinage de la moulure, il ne se produit pas de diminution d'épaisseur en matériau, du fait que la pression de 11 anneau de formage sur le bord eu corps creux assure un apport de matériau en fonction de la progression du formage de la moulure. 10 Après formation du manchon et de la moulure, on refroidit l'extrémité du corps creux, et on continue le mouvement de rotation de l'anneau de formage jusqu'à ce que l'extrémité du corps creux soit refroidie. Cela assure une fidélité dimensionnelle particulièrement élevée du contour intérieur du manchon ainsi que 15 de la moulure, du fait qu'après refroidissement, le corps creux ne change plus de forme. La construction d'ensemble de ce dispositif est conçue de manière qu'il puisse être utilisé pour tous les diamètres nominaux de tubes, sans perturbation et de façon entièrement continue 20 pendant une période prolongée, en n'exigeant que l'entretien usuel pour les machines. Par ailleurs, le dispositif présente à tous les points nécessaires des canaux pour recevoir des fluides de chauffage ou de refroidissement. Cela assure un formage précis et plus rapide. 25 En outre, par suite du mouvement contrôlé de la pièce coulissante, la zone de la moulure peut être mieux alimentée en matériau à partir des zones marginales, lors du formage de la moulure, résultat qui n'est pas assuré en cas de formage trop rapide. 30 La profondeur de la moulure est réglable sans modifica tion du noyau ou d'autres pièces de guidage* Cela est particulièrement important, au fait que la contraction et d'autres influences exigent toujours un rajustage. Pour la description plus détaillée de l'objet de 35 l'invention, on va se référer au dessin annexé qui représente un exemple de réalisation non limitatif du dispositif conforme à l'invention; sur ce dessin : la figure 1 est une coupe d'un mode de réalisation du dispositif conforme à l'invention, les éléments d'actionnement 40 10,19, 21 ainsi que le dispositif de serrage 6 étant représentés 71 26916 4 n n,G0 r ,i n 7 1 schématiquement; la figure 2 est une coupe partielle du dispositif, montrant la phase à laquelle le manchon 24 est déjà formé; la figure 3 est une coupe partielle montrant le montage 5 de la pièce coulissante 4- sur la pièce de guidage 5; la figure 4 est une coupe d'un tube 24 montrant que l'anneau de formage 3 a été décentré à l'aide de la pièce coulissante et parcourt ainsi une trajectoire circulaire autour de l'axe médian. 10 Le moule extérieur 1 est divisé et comporte des éléments de fixation appropriés au moyen desquels il est fixé, par exemple, dans une presse. A l'intérieur du moule extérieur se trouve une garniture en caoutchouc qui assure une meilleure adhérence du corps creux. Le moule extérieur 1 est traversé par des canaux 23 par les-15 quels le corps creux peut être chauffé ou refroidi, ce qui assure une régulation des différences de température apparaissant pendant le formage. Pour la même raison, la partie avant 2 du mandrin d'épanouissement est pourvue de canaux 23. La partie 2 du mandrin d'épa-20 nouissement est fixée sur un axe 8 et comporte, sur le côté tourné vers l'intérieur du tube, une coiffe 14 assurant la protection des raccords de connection 15 .La seconde partie 11 du mandrin d!épanouissement est montée en rotation, par exemple par des roulements à bille 20, sur la pièce de guidage 5. 25 Entre les deux parties 2 et 11 du mandrin d'épanouisse ment se trouve l'anneau de formage 3 dont la forme extérieure correspond à celle de la moulure à former et qui est monté en rotation sur la pièce coulissante La pièce coulissante 4 est en queue d'aronde et est pourvue d'un coussinet pour recevoir l'an-30 neau de formage 3. Pour le montage de l'anneau de formage 3, on peut utiliser, par exemple, une cage à aiguilles 22. La pièce coulissante 4 comporte, en outre, un organe de serrage pour la fixation d'un vérin de levage 7, ainsi qu'une butée 13 avec vis de réglage. Par la vis de réglage, on peut régler la profondeur de 35 la moulure à la valeur recherchée. La pièce de guidage 5 comporte un guidage en queue d'aronde pour recevoir la pièce coulissante 4, ainsi qu'un coussinet 7 pour recevoir le mandrin d'épanouissement 11. En outre, elle présente un perçage pour le vérin de levage, ainsi qu'un roulement 17 40 pour le centrage du dispositif et d'une poulie d'entraînement 9. 71 26916 5 2099549 L'étanchéité par rapport à l'arbre de centrage 8 peut ècre assurée par des Joints toriques 18. Le dispositif de serrage 6 se compose d'une pièce de centrage et de guidage qui reçoit d'un côté le dispositif d'épa-5 nouissement et qui est reliée du côté opposé à un système de levage 19 qui déplace le dispositif tout entier en direction axiale en avant ou en arrière et porte la construction de support d'un système d'entraînement 10. L'arbre de centrage 8 est avantageusement pourvu de 10 perçages permettant le passage de fluides d^fefroidissement ou de chauffage pour le mandrin d'épanouissement 2 ainsi que pour l'ac-tionnement du vérin de levage J. La poulie d'entraînement 9 sert à transmettre le mouvement; de rotation pour le dispositif. La poulie d'entraînement 9 est reliée au système d'entraînement 10 15 dont la vitesse de rotation est réglable. La pièce de guidage 5 comporte, sur le côté opposé au perçage pour le vérin de levage 7» également un perçage qui reçoit un ressort de rappel 12 reliant la pièce coulissante 4- à la pièce de guidage 5 et servant à délester le vérin de levage 7* 20 L1actionnement du vérin de levage 7 et du système de levage 19 peut être assuré par un dispositif hydraulique 21, mais également d'une autre manière. Pour former un manchon et une moulure sur un tube, on place ce dernier à l'état thermoplastique dans le moule extérieur 25 divisé 1. Ensuite, on actionne le système de levage 19 qui déplace le dispositif de serrage 6 Jusqu'en butée dans l'extrémité du tube. Ainsi, le manchon se trouve d'abord formé à l'extrémité du tube (voir figure 2). Pendant cette opération, on peut faire passer, par exemple, de l'eau chaude dans les canaux 23. L'anneau de forma-30 ge 3 est alors en position de départ, position dans laquelle il ne se trouve pas en contact avec la face intérieure du tube. Par la mise en marche du système d'entraînement 10, on entraîne en rotation la pièce de guidage 5* Simultanément, le vérin de levage 7 est actionné et éloigne la pièce coulissante 4 lentement de l'axe 35 médian, conjointement avec l'anneau de formage 3, Jusqu'à la butée 13. Pendant ce temps, l'anneau de formage 3 tourne sur une trajectoire circulaire autour de l'axe médian et roule ainsi sur la face intérieure du tube (voir figure 4). Le diamètre de la trajectoire circulaire de l'anneau de formage 3 augmente tant que le vérin de 40 levage 7 se trouve en action. Dans la position extrême, le diamètre 71 26916 6 2099549 de cette trajectoire circulaire est supérieur au diamètre intérieur du manchon. Dans cette position extrême, le mouvement de rotation aussi bien de la pièce de guidage 5 Que de l'anneau de formage 3 continue jusqu'à ce que le tube 24 soit refroidi, les canaux 23 5 étant avantageusement traversés par un fluide de refroidissement à cet effet. Ensuite, on arrête le système d'entraînement 10, on ramène la pièce coulissante 4 avec l'anneau de formage 3 vers l'axe médian au moyen du vérin de levage 7 et on retire le dispositif d'épanoiissement tout entier du tube 24 au moyen du système 10 de levage 19. On ouvre le moule extérieur 1, on retire le tube 24 et l'opération de formage est alors terminée. La garniture en caoutchouc placée dans le moule ectérieur 1 améliore l'adhérence du tube, afin que ce dernier ne puisse pas glisser en direction axiale à la suite du mouvement de rotation 15 de l'anneau de formage 3- La partie 11 du mandrin d'épanouissement est avantageusement montée dans la pièce de guidage 5 de manière que la partie 11 se trouve au repos pendant la rotation de la pièce de guidage 5, c'est-à-dire à l'état engagé du dispositif d'épanouissement, ce 20 qui empêche un frottement contre la face intérieure du manchon. A cet effet, la partie 11 est montée par un roulement à billes 20 dans la pièce de guidage 5» 71 26916 7 2099549 REVENDICATIONS 1. Dispositif d'épanouissement de corps creux, avec un moule extérieur divisé et un mandrin d'épanouissement, caractérisé par un mandrin d'épanouissement composé de deux parties entre les- 5 quelles se trouve un anneau de formage qui est monté en rotation sur une pièce coulissante montée à son tour dans une pièce de guidage, entraînée en rotation par un système d'entraînement et susceptible d'être amenée par un vérin de levage sur une trajectoire circulaire autour de l'axe médian du mandrin d'épanouisse-3L0 ment, et par un dispositif de serrage pourvu d'un système de levage. 2. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que le moule extérieur divisé comporte une garniture en caoutchouc et des canaux. 3>. Dispositif suivant la revendication 1 ou 2, caracté-15 risé par le fait que le mandrin d'épanouissement présente une forme correspondant à la forme intérieure du corps creux, et comporte des canaux. 4. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que l'anneau de formage présente 20 une forme correspondant à la forme intérieure de la moulure. 5. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que la pièce coulissante est déplaçable par un vérin de levage jusqu'à une butée réglable. 6. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 25 1 à 5, caractérisé par le fait qu'une partie du mandrin d'épanouissement est montée en rotation dans la pièce de guidage.