Brevet FR2080758A1 — publié le 19711119

i 2080758 La présente invention se rapporte à un procédé et à un dispositif pour produire une partie de paroi plus épaisse dans un tuyau en matière plastique par un effort axial exercé sur cette partie de ce tuyau, entourée par une matrice et supportée intérieurement par un mandrin, qui 5 est réchauffé à une température supérieure à celle d'amollissement de la matière plastique, de sorte que cette matière de ladite partie du tuyau est refoulée dans l'espace compris entre la face intérieure de la matrice et la face extérieure du mandrin, en réalisant ainsi une partie de paroi plus épaisse. 10 De tels procédés et dispositifs sont déjà connus, mais ont le défaut que les parois surépaissies réalisées ainsi ne sont pas toujours satisfaisantes. C'est ainsi que, si l'on examine soigneusement la section des extrémités d'un tel tuyau, on constate toutes sortes de défauts d'homogénéité qui affectent la résistance de la matière. 15 L'un des buts de l'invention est de fournir un procédé au moyen duquel on peut obtenir des parties de paroi plus épaisses parfaitement homogènes, dans des tuyaux de matière plastique, et qui satisfont aux exigences de résistance imposées dans ce domaine. Plus précisément, on réalise une partie de paroi plus épaisse ayant une structure beaucoup plus 20 honogène qu'il n'était possible auparavant, par les procédés connus. Le nouveau procédé est caractérisé essentiellement en ce que, la partie du tuyau étant maintenue au moins à la température d'amollissement de ladite matière, étant entourée d'une première matrice, dont le diamètre intérieur correspond au diamètre extérieur du tuyau, et étant 25 supportée par un premier mandrin correspondant au diamètre intérieur du tuyau, on soumet à une pression axiale, alors que le premier mandrin et/ou la première matrice, tout en continuant de coopérer avec ladite partie, et ladite première partie sont écartés l'un de l'autre, tout en appliquant conjointement un second mandrin ayant un diamètre plus petit que le diamètre 30 intérieur de ladite partie et/ou une seconde matrice ayant un diamètre intérieur plus grand que le diamètre extérieur de ladite partie, la pression axiale et la vitesse du mouvement du second mandrin et/ou de la seconde matrice étant calculées pour que la matière plastique remplisse, à l'état non plissé, l'espace résultant de l'écartement du premier mandrin et/ou de 35 la première matrice de ladite partie du tuyau, la partie de paroi ainsi surépaissie étant maintenue à ladite température jusqu'à ce qu'une structure homogène soit obtenue et soit stabilisée pendant le refroidissement. 71 06345 2 2080758 La mise en pratique de ce procédé réside essentiellement en ce qu'au moyen d'un grand nombre d'étapes, la partie de paroi plus épaisse est formée en continu en utilisant conjointement un second mandrin ayant un diamètre plus petit que le diamètre intérieur de la partie du tuyau qui est 3 placée sur le premier mandrin, de sorte qu'il devient possible d'obtenir une structure très homogène. Il faut, toutefois, que la partie de paroi surépaissie soit maintenue à la température pendant un temps suffisant pour obtenir une structure homogène qui est stabilisée pendant le refroidissement. Cette structure homogène implique une perte des propriétés initiales de la structure du 10 tuyau de départ. De préférence, on maintient la partie de paroi surépaissie pendant, au uloins, 1 mn et, de préférence, pendant une période comprise entre 1 et 30 mn, à sa température d'amollissement ou au-dessus. Par température d'amollissement, on entend les températures comprises, par exemple, entre 15 180 et 200°C dans le cas du chlorure de polyvinyle, des températures équivalentes pouvant aisément être déterminées pour d'autres matières plastiques. C'est ainsi, par exemple, que,pour le polyéthylène, cette température est comprise entre 100 et 160°C, mais en général, les températures d'amollissement se situent entre 130 et 160°C. 20 Pour éviter une déformation indésirable à l'endroit où la partie de paroi surépaissie se raccorde à la paroi normale, cette dernière doit, de préférence, être refroidie par circulation d'eau. L'invention concerne de plus un dispositif pour fabriquer un tuyau de matière plastique ayant une partie de paroi plus épaisse qui 25 comprend, au moins, une matrice, un mandrin ayant un diamètre plus petit que le diamètre intérieur de la matrice et des moyens de pression situés de chaque côté de la matrice, ce dispositif selon l'invention étant caractérisé en ce qu'il comprend une première matrice et un premier mandrin, un second mandrin ayant un diamètre plus petit que celui du premier mandrin et/ou une 30 seconde matrice ayant un diamètre intérieur plus grand que celui de la première matrice, et des moyens pour réchauffer la première matrice et le premier mandrin ainsi que le second mandrin et/ou la seconde matrice. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre 35 d'exemple nullement limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels : * -l 71 06345 3 2080758 - la figure 1 est une coupe longitudinale d'un dispositif pour l'exécution du procédé selon l'invention, la paroi du tuyau n'ayant pas encore été surépaissie; - la figure 2 est une coupe analogue d'une partie du 5 dispositif de la figure 1, après qu'une partie de la paroi du tuyau a été surépaissie; - la figure 3 est une coupe analogue d'une partie d'extrémité d'un tuyau de matière plastique comportant une partie de paroi surépaissie; et 10 - la figure 4 est une coupe analogue d'une partie d'un dispositif ayant une seconde matrice dont le diamètre intérieur est plus grand que celui de la première. I En se référant à la figure 1, on voit un dispositif permettant d'augmenter l'épaisseur d'une partie de la paroi d'un tuyau de 15 matière plastique. Ce dispositif comprend, au moins, une première matrice 1, des moyens pour exercer une pression axiale, constitués par un organe de serrage 3, situé d'un côté de la première matrice 1 et d'un premier mandrin 2, et un cylindre 4 qui peut être déplacé au moyen d'un dispositif pneumatique 5. L'extrémité du premier mandrin 2 est reliée à un second mandrin 6 20 ayant un plus petit diamètre. Il est bien évident que, le cas échéant, les deux mandrins 2 et 6 pourraient être constitués par deux pièces reliées par des moyens connus. Les deux mandrins 2 et 6 comportent des éléments chauffants 7 capables de porter leur température entre 100 et 200°C. 25 De plus, le premier mandrin 1 peut être réchauffé par un dispositif générateur ou par un fluide circulant par un conduit 9, ce fluide pouvant, par exemple, être un liquide porté à une température de 180 à 200°C. Le dispositif comporte, en outre, une matrice auxiliaire 30 8 pouvant être refroidie, par exemple, par une circulation d'eau. A cette fin, la matrice auxiliaire comporte des canaux de circulation 10. Le fonctionnement du dispositif ci-dessus est le suivant : Après que le cylindre creux 4, dont l'épaisseur correspond à l'espacement entre le premier mandrin 2 et la première matrice 1, a 35 . été disposé entre ces deux éléments, on enfile un tuyau 11 qui est, par exemple, en chloruJre de polyvinyle, préalablement réchauffé entre 180 et 200°C dans un bain de glycérine, sur le premier mandrin 2, lequel a également 71 06345 4 2080758 été réchauffé entre 180 et 200°C, jusqu'à ce que l'extrémité 12 de ce tuyau bute sur l'extrémité du cylindre 4, placée entre la matrice 1 et le mandrin 2. Avant ou après enfilement du tuyau sur le mandrin, on dispose la première matrice,qui a également été réchauffée entre 180 et 200°C, autour 5 de celui-ci. Ensuite, on place la matrice auxiliaire 8 autour du tuyau, le diamètre intérieur de cette matrice auxiliaire correspondant, lui aussi, au diamètre extérieur du tuyau 11. On place l'ensemble de premier mandrin 2 et de second mandrin 6 dans le tuyau, de manière que l'extrémité 13 de la première matrice 10 soit située au point de raccordement des deux mandrins 2 et 6. La matrice auxiliaire 8 est raccordée à la circulation d'eau qui la refroidit. Le tuyau 11 est maintenu, de l'autre côté de la première matrice 1, par l'organe de serrage 3. Ensuite, le cylindre creux 4 est pressé contre l'extrémité 15 12 du tuyau 11 au moyen du dispositif hydraulique 5. La pression axiale ainsi exercée déplace le premier mandrin 2, conjointement avec le second mandrin 6 qui en est solidaire, dans la première matrice 1. En conséquence, la matière de la partie du tuyau 11, qui était initialement placée entre le mandrin 2 et la matrice 1, est refoulée sous l'action de l'effort axial exercé par le 20 cylindre 4, de sorte que cette matière plastique vient se mouler contre la surfajce extérieure 14 du second mandrin. De cette manière, on obtient une partie de paroi plus épaisse 15. Après que la longueur voulue de paroi surépaissie a été produite, on laisse le tuyau reposer pendant environ 30 mn, période pendant laquelle la structure initiale du tuyau de plastique 11 25 disparaît et une nouvelle structure homogène se développe. Pour déplacer les deux mandrins 2 et 6 dans la matrice 1, on peut aussi utiliser tous autres moyens connus. Le mouvement du cylindre 4 et le mouvement opposé des deux mandrins 2 et 6 sont synchronisés de façon que la matière plastique soit 30 reçue dans un état non plissé dans l'espace 16 compris entre la face extérieure 14 du second mandrin 6 et la partie opposée du tuyau 11. Il est bien évident qu'au lieu de reculer les deux mandrins 2 et 6 depuis la matrice 1, il est également possible, en exerçant l'effort axial sur le cylindre creux 4, de laisser la première matrice 1 se 35 déplacer, alors que les deux mandrins restent immobiles. La figure 4 représente un mode de réalisation qui comporte, en plus de la première matrice 1, une seconde matrice 17 ayant un à V 71 06345 5 2080758 plus grand diamètre. Sur cette figure, on a représenté la position finale qui est obtenue par suite du mouvement vers la gauche de la première matrice 1, de la seconde matrice 17 et de la matrice auxiliaire 8, à partir de la position indiquée par la ligne 18. Les mandrins 2 et 6 restent immobiles. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées à l'exemple représenté et décrit sans sortir pour autant du cadre de l'invention. 71 06345 6 2080758 REVENDICATIONS 1. Procédé pour produire une partie de paroi plus épaisse dans un tuyau en matière plastique par un effort axial exercé sur cette partie de ce tuyau, entourée par une matrice et supportée intérieurement par un mandrin, qui est réchauffé à une température supérieure à celle 3 d'amollissement de la matière plastique, de sorte que cette matière de ladite partie du tuyau est refoulée dans l'espace compris entre la face intérieure de la matrice et la face extérieure du mandrin, en réalisant ainsi une partie de paroi plus épaisse, ce procédé étant caractérisé essentiellement en ce que, la partie du tuyau étant maintenue au moins à la 10 température d'amollissement de ladite matière, étant entourée d'une première matrice, dont le diamètre intérieur correspond au diamètre extérieur du tuyau, et étant supportée par un premier mandrin correspondant au diamètre intérieur du tuyau, on soumet à une pression axiale, alors que le premier mandrin et/ey la première matrice, tout en continuant de coopérer avec ladite partie, et 15 ladite première partie sont écartés l'un de l'autre, tout en appliquant conjointement un second mandrin ayant un diamètre plus petit que le diamètre intérieur de ladite partie et/ou une seconde matrice ayant un diamètre intérieur plus grand que le diamètre extérieur de ladite partie, la pression axiale et la vitesse du mouvement du second mandrin et/ou de la seconde 20 matrice étant calculées pour que la matière plastique remplisse, à l'état non plissé, l'espace résultant de l'écartement du premier mandrin et/ou de la première matrice de ladite partie du tuyau, la partie de paroi ainsi surépaissie étant maintenue à ladite température jusqu'à ce qu'une structure homogène soit obtenue et soit stabilisée pendant le refroidissement. 25 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on refroidit la partie du tuyau entourée par le premier mandrin. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'on maintient la partie réchauffée du tuyau à sa température d'amollissement, ou supérieure à celle-ci, pendant,au moins, 1 mn et, de préférence, 30 de 1 à 30 mn. à partie de paroi plus épaisse, comprenant au moins une matrice, un mandrin ayant un diamètre plus petit que le diamètre intérieur de cette matrice et des moyens pour exercer une pression axiale sur un côté ou de l'autre de la 35 matrice, ce dispositif étant caractérisé par une première matrice et un 4. Dispositif pour produire un tuyau en matière plastique 71 06345 7 2080758 premier mandrin, un second mandrin ayant un diamètre plus petit que celui du premier mandrin et/ou une seconde matrice ayant un diamètre intérieur plus grand que celui de la première matrice, des moyens pour réchauffer le premier mandrin et la première matrice, ainsi que le second mandrin et/ou 5 la seconde matrice, la première matrice et le premier mandrin pouvant se déplacer l'un par rapport à l'autre. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le premier mandrin est relié à des moyens de traction. 6. Dispositif selon la revendication 4 ou 5, caractérisé 10 par une matrice auxiliaire qui peut être refroidie et ayant le même diamètre intérieur que la première matrice, si le second mandrin a un diamètre plus petit que celui de la première matrice. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que les moyens exerçant la pression axiale sont 15 accouplés aux moyens pour déplacer la première matrice et le premier mandrin l'un par rapport à l'autre. 8. Tuyau de matière plastique comportant une partie de paroi plus épaisse obtenue par le procédé spécifié sous l'une quelconque des revendications 1 à 3. à t