Brevet FR2135528A1 — publié le 19721222

La présente- invention concerne un procédé et un appareil pour fabriquer des tubes en matière plastique. Elle a pour objet un procédé et un appareil de fabrication de tubes en matière plastique, ce procédé et cet appareil étant simples, peu onéreux du point de vue technique et permettant-de fabriquer, en une seule opération, des tubes possédant des propriétés techniques différentes et pouvant être utilises dans des domaines différents. La présente invention a également pour but un procédé et un appareil simples pour la fabrication d'un tube d'un nouveau type possédant d'excellentes propriétés et caractéristiques mécaniques et pouvant, d'une façon générale, remplir les fonctions de tous tubes classiques y compris celles d'un tube utilisé pour des fins spéciales. C'est pourquoi, conformément à la présente invention, la demanderesse a créé un procédé pour fabriquer des tubes en matière synthétique, ce procédé étant caractérisé par le fait que l'on forme simultanément, d'une part, une bande ou un filament en matière synthétique plastique semi-rigide et de grande résistance mécanique enroulé en hélice en deux couches parallèles formant la structure renforcée ou armature d'un tube et, d'autre part, un tube en matière synthétique molle. La bande ou le filament précités sont fabriqués dans le procédé de la présente invention, au moyen d'une opération de formation rectiligne, en. continu et avec rotation, grâce à quoi il est possible de former des bandes ou des fila ment s ayant une grande diversité de formes de section droite et la bande ou le filament peuvent être déchargés sous forme d'une hélice, automatiquement, dans une chambre où ils s'associent à la matière synthétique molle et sont vulcanisés automatiquement, conjointement avec cette dernière, et forment un tube avec cel le-ci La température nécessaire pour la vulcanisation peut être réglée selon les propriétés demandées à chaque type de tube De préférence, la bande ou le filament formant l'armature du tube ont une section droite ayant sensiblement la forme d'un S et le tube a une section droite sensiblement circulaire, tandis que la matière synthétique molle peut, par exem ple, être constituée par du chlorure de polyvinyle ou du polyéthylène ou toute autre matière synthétique molle. La bande ou le filament peuvent être enroulés en hélice de sorte que leurs bords correspondants, mutuellement en regard, sont amenés en contact ferme l'un avec l'autre et/ou leurs parties terminales sont appliquées à l'inté- rieur l'une de l'autre c'est-à-dire s'emboStent l'une dans l'autre. En particulier ceci présente l'avantage que l'on peut fabriquer un tube relativement rigide qui est sensiblement incompressible. Dans une variante, lorsque les bords correspondants, mutuellement en regard, de la bande ou du filament et/ou les parties terminales ou extrémités de ces derniers ne sont simplement qu'en contact, on peut alors obtenir un tube moins rigide du type semi-flexible. Dans une variante, les bords mutuellement en regard et/ou les extrémités de ladite bande ou dudit filament peuvent être avantageusement séparés par un certain intervalle de sorte que l'on peut o###btenir un tube flexible. On fait adhérer fermement la bande ou le filament enroulé en hélice à la paroi du tube, de préférence par scellement à chaud. Ceci présente l'avantage particulier que l'enrobage complet de la bande ou du filament enroulés en hélice par la matière synthétique molle que constitue le chlorure de polyvinyle flexible ou toute autre matière synthétique est effectué par une opération continue de telle sorte que l'on obtient une paroi de tube compacte et inséparable. Conformément au mode de réalisation préféré du procédé de la présente invention décrit ci-dessus, les tubes sont fabriqués, comme mentionné ci-dessus, à partir de filaments semi-rigides en matière synthétique et ayant une section droite circulaire ou à profil en S. Dans une variante du mode de réalisation préféré mentionné en dernier, les filaments sont formés en deux ou plus de deux couches, en constituant ainsi la structure renforcée ou armature du tube à fabriquer. L'armature en hélice est alors noyée dans une paroi du tube constituée par du chlorure de polyvinyle ou autre matière synthétique flexible et, grâce à leur association complète, on peut obtenir un tuyau à paroi compacte, unitaire et inséparable. Conformément au mode de réalisation préféré mentionné ci-dessus, il est possible de fabriquer différents types de tubes en faisant varier la vitesse de rotation de l'arbre de appareil de fabrication et en mo difiant les distances séparant les bords correspondants des parois.De ce fait, l'association complète de l'armature en hélice avec le chlorure de polyvinyle mou peut être obtenu par une opération continue Conformément à une autre caractéristique de la présente invention, la demanderesse a créé un appareil pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention décrit ci-dessus, cet appareil étant caractérisé par le fait qu'il comporte une enveloppe extérieure de tête d'extrusion aux faces avant et arrière de laquelle est fixé un bouchon fileté, enveloppe dans laquelle est monté, en vue de sa rotation, sur des paliers, un arbre qui comporte un passage d'admission pour la matière plastique destinée à former l'armature du tube, et ce passage d'admission s'étend jusque dans une ouverture axiale et, par l'intermédiaire de canaux, jusque dans au moins deux buses ou ajutages de sortie espacés de façon équidistante autour de l'axe dudit arbre ; dans le coté de l'enveloppe extérieure de la tête est ménagé un autre passage d'admission réservé à la matière synthétique molle destinée à former les parois du tube, admission qui communique avec des ouvertures de sortie par ''in- termédiaire de conduits, une chambre collectrice communiquant avec lesdits conduits étant ménagée dans l'enveloppe, et c'est dans cette chambre qu'une bande ou filament enroulés en hélice sont noyés dans la matière synthétique molle formant la paroi du tube, grâce à quoi le tube à l'état fini peut être refoulé vers llextérieur par la pression des extrudeuses à partir d'un orifice de sortie. Des dispositifs sont également prévus pour régler le diamètre de la chambre collectrice, ces dispositifs comprenant, de façon appropriée, une bague de réglage interchangeable et un agencement de support qui est également interchangeable et est destiné à cette bague, Ceci présente l'avantage particulier que l'on peut modifier selon les désirs les diamètres des tubes à fabriquer. De plus, la vitesse de rotation de l'arbre, adapté de manière à être entrainé par un dispositif d'entraînement à pignon et à chaîne relié à un moteur, est, de préférence, réglable. On peut utiliser l'appareil de l'invention décrit ci-dessus dans le procédé de l'invention pour obtenir une association complète de l'armature hélicpidale avec le chlorure de polyvinyle au cours d'une opération continue, comme décrit ci-dessus. Les avantages essentiels de la présente invention peuvent être résumés comme suit. Grtce au procédé et à l'appareil de l'invention, l'armature hélicoldale et la paroi du tube sont simultanément et automatiquement transformées en un tube d'une seule pièce auquel on peut donner des diamètres différents et des couleurs également différentes. Les tubes fabriqués selon la présente invention-ont un très faible poids et ne peuvent pas 8tre écrasés lorsqu'on les utilise de façon classique.Ces tubes sont généralement résistants aux pressions élevées exigées dans une utilisation classique ainsi qu'à l'action d'aspiration, à l'usure, à ltabrasion, etc. in outre, ils sont généralement résistants à la rupture à des températures comprises entre -150C et 650C. De plus, ils sont généralement résistants à l'attaque d'un grand nombre de substances chimiques telles que les acides, les matières alcalines, par exemple les solutions alcalines, ou les huiles ou analogues. Beys tubes fabriqués grâce au procédé et/ou à l'appareil de la présente invention peuvent être réalisés de façon à convenir pour une utilisation à des fins générales, par exemple pour l'irrigation, l'alimentation en eau, l'évacuation d'eau et diverses utilisations industrielles, par exemple dans des installations industrielles de transport d'air, d'huile, de pétrole et autres produits chimi que s, D'autres avantages de l'invention apparaî- tront au cours de la description faite ci-après à titre purement illustratif et non limitatif d'un mode de réalisation de l'appareil de l'invention en se référant au dessin annexé sur lequel la figure 1 montre la bande ou filament enroulés en hélice sous la forme d'un tube et dont les bords des spires sont en contact la figure 2 est une coupe dans laquelle les spires de la bande ou filament de 11 armature sont espacées l'u- ne de l'autre ; la figure 3 est une coupe transversale de la bande ou filament formant l'armature;; la figure 4 est une coupe de l'appareil de la présente invention Comme on peut le voir sur la figure 4, llap- pareil comprend des enveloppes de tête d'extrusion 4, 7 et 9 auxquelles sont fixés un chapeau fileté avant 11 et un chapeau arrière 3. En outre, on a prévu un arbre 2 et un passage d'admission A à partir duquel la matière plastique semi-rigide est avancée en vue de la production d'un filament ou bande de section circulaire ou à profil en S formant l'armature du tuyau flexible et est refoulée vers l'extérieur à travers les buses d'extrusion spéciales 13 jusque dans la chambre collectrice 18. Un second passage d'admission B destiné à la matière plastique molle est prévu dans l'enveloppe extérieure de tête d'extrusion 9, passage à partir duquel la matière plastique molle est avancée à travers des conduits 14, 15 et 16 jusqu'aux ouvertures de sortie de manière à former la paroi du tuyau flexible dans laquelle le filament ou bande à section circulaire ou à profil en S sont noyés. Ainsi, on obtient un corps unitaire, solide, compact et stable. La matière plastique semi-rigide est avancée sous pression à travers l'admission Â jusque dans l'arbre rotatif tournant sur des paliers 5, 6 et 17 et, de là, la matière s'échappe par deux ou plus de deux buses ou ajutages d'extrusion 13 qui sont espacés de façon égale autour de l'arbre 2. Gr - ce aux buses d'extrusion spéciales 13, les filament ou bande hélicoidaux ont une section ayant la forme d'un S comme représenté sur la figure 3, ou bien une forme circulaire, et ils sont refoulés vers l'extérieur par les extrudeuses jusque dans la chambre collectrice 18 formée dans l'enveloppe et communiquant avec les conduits 14, 15 et 16 à partir desquels la matière plastique molle sort.Les deux passages d'admission A et B sont raccordés respectivement à une buse (non représentée) de deux extrudeuses qui, simultanément, font avancer la matière plastique correspondante jusque dans ladite tete de l'appareil. Grâce à la force exercée par la pression continue de l'extrudeuse et grâce à l'avance continue des matières plastiques dans la tête de ltappareil, le filament ou la bande ayant une section transversale circulaire ou à profil en S se trouvent formés du fait de la rotation de l'arbre 2 et sont extrudés de telle sorte que, par suite de-la rotation continue de l'arbre 2, ils sortent sous -la forme d'une hélice. L'arbre 2 peut etre entrat~é en rotation par un moteur électrique (non représenté) qui est relié par une chatneà uLpignon 19,la vitesse de rotation du moteur pouvant être réglée à toute valeur désirée.Selon le réglage de la vitesse, on peut obtenir tout pas désiré de la structure ou armature en hélice, par exemple celui représenté sur la figure 2e En même temps, la matière synthétique molle est extrudée jusque dans la chambre collectrice 18 par l'intermédiaire des conduits 14, 15 et 16 à partir du canal collecteur 20. La structure en hélice est ainsi noyée dans la matière plastique molle formant la paroi du tube, cela dans la chambre collectrice 18. On peut régler le diamètre de la chambre collectrice 18 à l'aide d'une bague de réglage spéciale interchangeable 10/Â et de son agencement de support 10 de façon que l'on obtienne l'épaisseur désirée de la paroi du tube.On obtient le diamètre intérieur du tube en utilisant une partie cylindrique 12 qui est interchangeable pour la production de tubes ayant tous diamètres intérieurs désirés de manière qu'avec le mssme appareil et en ne réglant que la bague 10/ss, le support 10 et le cylindre 12, on puisse produire des tubes de diamètres intérieurs différents et d'épaisseurs de parois différentes suivant l'utilisation envisagée pour ces tubes. Ensuite, la paroi du tube est automatiquement associée, soudée et scellée au filament ou à la bande hélicoidaux par des moyens non représentés.De ce fait, grâce à la pression continue s'exerçant à partir des deux buses d'extrudeuse, un tuyau flexible est extrudé depuis la sortie 21 et ce tuyau comporte une paroi compacte et inséparable dans laquelle le filament ou la bande hé licoidaux sont noyés dans au moins deux couches parallèles, comme représenté sur la figure 1. Des variantes du mode de réalisation préféré sont possibles. Ainsi, par exemple, on peut raccorder des buses d'extrusion 13 à des sources distinctes de matière et les alimenter avec ces matières, par exemple au moyen de tubes concentriques à l'admission A, de façon à former des filaments de formes, de couleurs ou de propriétés différentes. On peut former, dans le procédé de la présente invention, des filaments de ce genre ayant des sections creuses de manière qu'ils comportent un conduit interne. Par ailleurs, conformément au procédé de la présente invention, on obtient, simultanément avec la production automatique du tuyau, la formation et--la stabi1i:satio#Nde la forme cylindrique du tube sortant de l'orifice de sortie 21, gracie à un procédé dans lequel de l'air comprimé est envoyé dans le tube produit. Conformément au procédé de la présente invention, on envoie au moyen d'un appareil spécial réglable grâce auquel on obtient la quantité et la pression d'air nécessaires selon les dimensions et le diamètre du tube, l'air à l'appareil de production principal (tête37 depuis 11 arrière ou les côtés avant où deux admissions spéciales sont prévues. Gracie à ce système et a la force continue de flair comprimé, on obtient la formation et la stabilisation de la forme cylindrique du tube en évitant ainsi l'utilisation de dispositifs mécaniques, comme c'était le cas jusqu' à maintenant. Grâce au procédé de la présente invention, les tubes, qui sont dans un état thermoplastique susceptible de changer, conservent, grâce a l'action de la pression continue de l'air, leur forme pendant un certain laps de temps et, par suite de l'action de l'air sur la surface intérieure et de l'action de l'eau sur la surface extérieure, on obtient la stabilisation fi- nale du tube au diamètre désiré ainsi que l'uniformité absolue de la surface interne, La plupart des matières plastiques synthétique s ne se solidifient pas immédiatement ni ne glissent facilement sur les surfaces métalliques ou autres surfaces. Grâce au procédé de la présente invention, le tube extrudé de l'appareil à travers la sortie 21 ne vient pas en contact avec les objets métalliques ou autres assurant son support mais il est supporté à une position norisoniale par l'air comprimé jusqu a ce qu'il traverse s'eau de refroidissement et se maintienne à sa forme exacte déterminée par 7'appareil de fa fabrication pendant sa sortie à travers l'orifice 21. L'air de refroidissement permet d'obtenir, en même temps, la stabilisation de la surface interne du tube, R E V E N D I C Â T I O N S 1. Procédé pour fabriquer des tubes en matière plastique, caractérisé par le fait que l'on fabriquesimi- tanément (a) une bande ou un filament de matière semi-rigide enroulés en hélice en deux couches parallèles formant la structure renforcée ou armature d'un tube et (b) un tube de matière synthétique molle, la bande ou le filament étant réalisés au moyen d'une opération de formation rectiligne, en continu et avec rotation, grâce à laquelle il est possible de former des bandes ou des filaments ayant des profils de section droite d'une grande diversité, la bande ou le filament s'associant à la matière synthétique molle dans une chambre et étant automatiquement vulcanisés conjointement avec cette dernière en formant avec celle-ci un tube à l'enveloppe duquel ils adhèrent solidement. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que la bande ou le filament sont déchargés sous forme d'une hélice dans la chambre. 3. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que la bande ou le filament ont une section transversale ayant sensiblement un profil en S et que le tube formé a une section droite sensiblement circulaire, 4. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que la matière synthétique molle est constituée par du chlorure de polyvinyle ou autre matière synthétique. 5. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que l'on enroule en hélice la bande ou le filament de manière que leurs bords correspondants, mutuellement en regard, soient amenés en contact ferme l'un avec l'autre et/ou leurs parties terminales s'embot- tent l'une dans l'autre, grâce à quoi on obtient un tube sensiblement rigide et sensiblement incompressible. 6. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que les bords correspondants mutuellement en regard de la bande ou du filament et/ou des extrémités de ces derniers sont simplement en contact mutuel, grâce à quoi on obtient un tube semi-rigide du type semi flexible 7. Procédé #e1on l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait qu'une certaine distance sépare les bords mutuellement en regard et/ou les extrémités de ladite bande ou dudit filament, grâce à quoi on obtient un tube flexible. 8. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 4 à 7#, caractérisé par le fait que la bande ou le filament adhèrent à l'enveloppe par un scellement à chaud, la matière synthétique molle étant constituée par du chlorure de polyvinyle, du polyéthylène ou toute autre matière synthétique flexible, grâce à quoi on obtient une association complète de la bande ou filament avec la matière synthétique molle par une action de travail continue de façon qu'une paroi de tube compacte et inséparable soit formée. 9. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 3 à 8, caractérisé par le fait que l'on fabrique les tubes à partir de filaments de matière synthétique ayant une section droite circulaire ou à profil en S et que l'on enroule en hélice l'armature du tube et qu'on la noie ensuite dans une paroi du tube, cette paroi étant constituée par du chlorure de polyvinyle ou autre matière synthétique flexible, grâce à quoi, par une association complète de la structure en forme d'hélice avec le chlorure de polyvinyle mou > on obtient un tuyau flexible à paroi unitaire, compacte et inséparable. 10. Procédé suivant la revendication 9, caractérisé par le fait que l'on forme les filaments en deux ou plus de deux couches en constituant ainsi la structure renfor- cée ou armature du tube à fabriquer. 11. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 8, 9 et 10, caractérisé par le fait que l'on no- difie la vitesse de rotation de l'arbre, grace à quoi on fabrique des types différents de tubes et on obtient une association complète de la structure ou armature en forme d'hélice avec le chlorure de polyvinyle mou ou la matière synthétique molle en une opération continue. 12. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 8, 9 et 11 , caractérisé par le fait que l'on modifie les distances entre les bords correspondants des parois, grâce à quoi on obtient des types différents de tubes ainsi que 1'association complète de la-structure ou armature en forme a- hélice avec le chlorure de polyvinyle mou en une opération continue. 13. Appareil pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 12, cet appareil étant caractérisé par le fait qu'il comprend une enveloppe extérieure de tête d'extrusion à chaque face avant et arrière de laquelle sont fixés des bouchons filetés et dans laquelle est monté sur des paliers, en vue de sa rotation, un arbre qui comporte une admission destinée à la matière plastique et à partir duquel la matière plastique semi-rigide est avancée en vue de la réalisation de la structure ou armature du tube à travers des buses ou ajutages d'extrusion. 14. Appareil suivant la revendication 13, caractérisé par le fait que dans le ctté de l'enveloppe extérieure de la tête d'extrusion est ménagée une autre admission destinée à la matière synthétique molle, admission qui communique avec les ouvertures de sortie par l'intermédiaire de conduits ou passages. 15. Appareil suivant la revendication 14, caractérisé par le fait qu'une chambre collectrice communiquant avec les conduits précités est constituée dans l'enveloppe, chambre dans laquelle une bande ou un filament hélicoidaux sont noyés dans la matière synthétique molle, grâce à quoi le tube achevé peut être refoulé hors d'un orifice de sortie. 16. Appareil suivant la revendication 15, caractérisé par le fait que des dispositifs sont prévus pour régler le diamètre de la chambre collectrice. 17. Appareil suivant la revendication 16, caractérisé par le fait que le dispositif précité comprend une bague de réglage interchangeable et un agencement de support également interchangeable destiné à cette bague. 18. Appareil suivant l'une quelconque des revendications 13 à 17, caractérisé par le fait que l'arbre est conçu pour autre entraîné par un dispositif d'entrafnement à pignon et à chaîne relié à un moteur. 19. Appareil suivant la revendication 18, caractérisé par le fait que la vitesse de rotation du moteur peut etre réglée à toute valeur désirée, grâce à-quoi, selon le réglage de la vitesse, on peut obtenir tout pas désiré pour l'armature en hélice. 20. Appareil suivant l'une quelconque des revendications 13 à 19, caractérisé par le fait que les buses d'extrusion sont raccordées à des sources distinctes de matière et sont alimentées de manière à former des filaments semi-rigides en matière plastique ayant des propriétés différentes. 21. Appareil suivant la revendication 20, caractérisé par le faitgae les propriétés différentes des filaments se rapportent à la forme et/ou à la couleur. 22. Appareil suivant l'une quelconque des revendications 19 et 20, caractérisé par le fait que les buses sont alimentées par des tubes concentriques au passage d'admission de l'arbre. 23. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé par le fait que l'on effectue l'association et/ou le soudage et/ou le scellement de l'armature à la paroi du tube en utilisant l'appareil selon llune quelconque des revendications 13 à 22. 24. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 12 et 17 earactériQé var le fait qu'en utilisant l'appareil selon les revendications 20 à 22, on forme des filaments ayant des sections droites creuses, de telle sorte qu'ils comportent un conduit interne. 25. Appareil suivant l'une quelconque des revendications 1 à 24, caractérisé par le fait qu'en changeant une partie de cet appareil, on fabrique des tubes ayant divers diamètres intérieurs et extérieurs et diverses épaisseurs de parois, 26. Procédé selon la revendication 24, caractérisé par le fait que l'on obtient la formation et le calibrage du tube extrudé de l'appareil sous une forme constante au moyen d'air comprimé. 27. Procédé suivant la revendication 26, caractérisé par le fait que l'on forme le tube de manière qu il comporte une surface intérieure lisse, ce qui évite ou réduit à un minimum la diminution des performances pendant son utilisation. 28. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 26 et 27,caractérisé par le fait que la surface interne lisse précitée contribue à éviter l'accumulation de résidus sur les parois du tube, ce qui rend son comportement stable sans qu'il soit nécessaire de le nettoyer ou de l'entrete nirO