Brevet FR2125158A1 — publié le 19720929

La présente invention concerne un procédé de fabrication de tubes cylindriques, à section droite circulaire, en ma tière plastique, à parois ondulées hélicoidalement par modelage d'un tube immédiatement à la sortie d1une filière classique. Elle concerne également les machines destinées à appliquer le procédé et à réaliser les tubes. Elle concerne enfin les tubes en matière plastique à parois ondulées hélicoidalement obtenus par le procédé et fabriqués sur les machines. Il est connu actuellement un procédé selon lequel on fait passer un tube en matière plastique sortant dtune filière, alors qu'il est encore chaud et plastique, entre des séries de deux demi-coquilles se déplaçant avec le tube jusqu'au moment Où il est refroidi et formé définitivement. Chacune des demi-co quilles comporte le profil du tube à obtenir. Le tube prend cet te forme sous lXeffet dtune pression d'air admise à l'intérieur du tube et qui applique ses parois contre les parois des demi-co quilles. La machine a donc la forme de deux channes sans fin quilles. tournant en sens inverse à la même vitesse et comportant, en gui se de patins, les demi-coquilles qui s'appliquent les unes sur les autres pendant le parcours des deux brins de chaude les plus rapprochés Les demi-coquilles successives se touchent l'une tre. Toutefois il arrive que la paroi du tube sortant de la filière soit pincé entre deux demi-coquille#s successives ou entre#deux demi-coquilles correspondantes en provoquant une petite moulure qui est perpendiculaire à taxe du tube, respectivement parallele a' l'axe du tube.Un autre inconvénient de cette machine est que deux demi-coquilles correspondantes viennent s'adapter ltune contre l'autre à une distance relativement grande de la sortie de la filière chaude si bien que le tube plastique à cet endroit soumis à une pression interne, à tendance à gonfler entre la sortie de la filière et le moment où il est maintenu entre deux demi-coquilles. On 2 essayé de remédier à cet inconvénient en pré voyant une aspiration de la paroi du tube dans les demi -c oquil- les. Ce dispositif a l'inconvénient de compliquer fortement la machine et de toute façon il ne résoud pas le problème des pxnce- ments, moulures et cotes obtenus sur le tube. Les autres inconvénients de ladite machine sont qutel- le ne permet pas d'ondulation à pas multiples à angle d'hélice important car les patins ou demi-coquilles devraient etre trop longs, qu'elle a un débit limité, qu'elle est d'un prix élevé et qu'elle est encombrante. Son encombrement ne permet pas d'en installer plu5 d'une sur la machine comportant les filières. Il faut aussi remarquer que 11 outillage pour chaque changement de dimension ou de forme de tube est d'un prix élevé. La présente invention est destinée à remédier à ces inconvénients. Le procédé suivant l'invention est caractérisé principalement par le fait que, dès la sortie de la filière, on modèle le tube encore plastique dans un moule cylindrique possédant un filetage interne, tournant coaxialement à la filière en assu rant, a) le placage de la paroi du tube contre les parois du moule, b) le glissement du moule sur le tube de façon à éviter toute rotation et torsion de celui-ci qui progresse à une vitesse qui est fonction de la filière et une fonction linéaire de la vitesse angulaire du moule et du pas du filetage interne, c) le refroidissement du tube formé définitivement. la machine destinée à appliquer le procédé est caractérisée principalement par la combinaison a) d'un moule cylindrique, placé immédiatement à la sortie de la filière, possédant un filetage interne, tournant coaxialement ~ la filière classique fabrquant le tube en matiè re plastique de manière à se visser sur le tube, la vitesse de rotation du moule étant proportionnelle à l'angle d'hélice de son filetage interne et à la vitesse de sortie du tube de la filiè re pour ne pas déformer ledit tube à cet endroit, ledit moule possédant des moyens de refroidissement et des moyens réglant son écartement de la filière, b) de moyen aspirant, provoquant une dépression entre la paroi interne du moule tournant et la paroi externe du tube pour appliquer celle-ci contre celle-là, c) de moyens assurant la lubrification de la paroi interne du moule au contact avec le tube, d) de moyens de maintient du tube d la sortie du moule, notamment pour ltempêcher de tourner autour de son axe. Le tube obtenu par le procédé fabriqué dans la machine de llinvention est caractérisé par une paroi ondulée hélicol- dalement, absolument lisse extérieurement, sans aucune trace de moulage ou de pincement, telle que des cotes, et dont la paroi est éventuellement perforée. La description ci-après donne un exemple non limi tatif de la machine, objet de l'invention, ainsi que du tube obte-nu qui sont illustrés par les dessins annexés dans lesquels - la figure i est une coupe schématique longitudinale de la machine, - la figure 2 est une vue en perspective dtun trongon de tube obtenu. La machine de l'invention se place 4 la sortie dtune machine classique à fabriquer des tubes en matière plastique et en particulier à la sortie de la filière chaude 1 qui comporte un orifice circulaire partiellement bouché par un poinçon cylindrique 2 qui laisse subsister une ouverture annulaire correspondant à la section du tube cylindrique 3 à obtenir. Le poinçon cylindrique 2 sert à fixer une tige 4 maintenant un mandrin fixe 5 qui soutient le tube fini 6 à la sortie de la machine. La machine elle-même se compose essentiellement d'un moule 7 cylindrique, placé immédiatement à la sortie de la filière 1, possédant un filetage interne correspondant aux ondulations que llon veut obtenir sur le tube 6. Le moule 7 est placé coaxialement à la filière 1 de manière à pouvoir se visser sur le tube 6. Son diamètre intérieur correspond, évidemment, au diamètre du tube cylindrique 3. Le moule se compose de deux parties concen triques a) l'une extérieure fixe 8, b) autre, intérieure 9 tournante. Entre la partie fixe 8 et la partie tournante 9 sont ménagées des jaquettes 10,11,12, qui sont délimitées, notamment, par des Joints d'étanchéité 13,14,15,16. Les jaquettes#l0 et 12 sont destinées au refroidissement et une circulation d'eau y est produite grâce aux embouts 17,18,19 > 20. Dans la jaquette 11, on provoque le vide par aspiration dans le tuyau 21 > vide qui peut se controler par le manomètre 22. La jaquette Il communique avec l'intérieur de la partie tournante 9, en contact avec le tube 6, par des orifices 23,24 qui communiquent le vide tout au long de la partie du tube 6 qui frotte contre le moule 9. Ce vide se propage d'ailleurs de part et d'autre des orifices 23,24 jusqu'à chaque extrémité de la partie 9. X ltextrémité de la partie 9 qui est située du c- té de la filière 1, on évite les entrées d'air par un joint 25 placé entre la partie fixe 8 et une bague 26 qui est filetée autour de ltextrémité de la filière lo Cette bague 26 permet de faire varier la distance entre la sortie de la filière 1 et le moule intérieur 9 c'est-à-dire la distance pendant laquelle le tube 3 sortant de la filière n'est pas maintenu sur son pourtour extérieur. A l'extrémité de la partie 9 qui est opposée à la sortie de la filière 1, on utilise le fait que le vide se propage en aspirant de 11 air extérieur pour introduire un lubrifiant entre la paroi du tube 6 et la paroi interne de la partie intérieure tournante 9 du moule 7. Pour cela on prévoit une réserve de lubrifiant 27 dont le débit est réglé par un robinet 28 qui le laisse tomber goutte à goutte en passant dans un ajutage 29 qui dirige les lubrifiants sur un joint spongieux 30, en feutre par exemple, qui frotte sur la paroi extérieure du tube 6 de manière à y déposer une pelliculle de lubrifiant qui-est aspirée ensuite vers l'intérieur de la partie tournante 9 le joint 30 contribue à maintenir le vide dans le moule L'introduction du lubrifiant à cet endroit est facilitée par le retrait de la matière du tube 6 en cours de refroidissement.Il y a donc un décollement progressif de la paroi du tube 6 qui s'écarte de la paroi interne de la poutre 9 qui forme unccoin conique dans lequel s'engage le lubrifiant. Ltentrainement en rotation de la partie tournante 9 est réalisée par une couronne dentée 31, une chaîne 32 et un pignon 33 calé sur l'arbre d'un moteur électrique 34 à vitesse variable déterminée avec précision par un dispositif qui tient compte de la vitesse de sortie du tube 3 de la filière 1, de l'an- gle d'hélice du #filetage intérieur du moule et de l'êtiraae que lgon veut produire entre la sortie de la filière 1 et ltentrée du tube 3 dans la partie 9. En tenant compte du fait que le tube 6 ne tourne pas sur lui-même autour de son axe, la vitesse de progression du tube 6 est fonction de la vitesse de sortie du tube 3 de la filière 1 et de l'étirage que le tube subit.La vitesse de sortie du tube 6 est aussi une fonction linéaire de la vitesse angulaire de la partie intérieure tournante 9 et du pas du filetage interne de celle-ci. Il est commode de faire calculer cette fonction par un dispositif électronique et qui agit sur la vitesse du moteur électrique 34. Dans ltapplication du procédé de l'invention, on voit que le placage de la paroi du tube 6 contre la paroi interne de la partie intérieure tournante 9 du moule 7 est assurée par une aspiration produite dans la partie médiane de cette partie, en 23 et 24, e un endroit tel que la différence de pression entre les deux côtés de la paroi du tube ), juste à la sortie de la filière 1, soit insuffisante pour déformer le tube à cet endroit. On voit que l'emplacement des orifices 23 et 24 doit être déterminé avec précision et que la distance séparant la partie tournante 9 de la filière 1, qui est réglable par rotation de la bague 26, doit être adaptée à la dépression, que l'on peut contre ler par le manomètre 22, a' la qualité de la matière plastique du tube 3, à la température de celle-ci et à la vitesse de fonctionnement de la machine. Il est important que le tube 6 ne tourne pas sur luimeme pour pouvoir progresser et ne pas se cisailler entre la partie tournante 9 et la filière 1. C'est pour cela que l'on prévoit le mandrin fixe de soutien 5 et qui coopère avec des galets extérieurs 35,36, recouverts de matière spongieuse 37 38 et qui stap- plique sur le tube 6. Le tube obtenu avec la machine telle qu'elle a été décrite jusqu'à présent, est un tube ç parois ondulées hélicoidalement. Dans certaines applications, notamment le drainage ou lXarrosage, on a besoin d'un tube perforé. Dans ce cas, on obtient facilement le tube désiré en adaptant à la sortie de la machine qui vient d'être décrite un dispositif permettant dtef- fectuer les perforations. A cet effet, le mandrin 5 présente une section réduite apparente par le décrochement 41 du mandrin 5. Le tube obtenu dans ces dernières conditions est représenté à la figure 2. Il s'agit d'un tube à parois ondulées hélicoF- dalement, absolument lisses extérieurement, sans aucune trace de moulage ou de pincement, tel que des côtes, et dont la paroi est éventuellement perforée~ En effet, la rotation de la partie intérieure tournante 9 élimine absolument toute prohéminence à la surface du tube autre que celle voulue par les ondulations hélicoldales. Ce tube est donc particulièrement reconnaissable et peu#t se distinguer des tubes fabriqués par le procédé décrit au début du présent mémoire. La machine de l'invention a un débit plus important que des machines existantes et côute moins cher à fabriquer. En conséquence, le prix de revient du tube à parois ondulées fabriqué avec cette machine est beaucoup plus bas que celui fabriqué précédemment. Il faut signaler que la machine de l'invention étant peu volumineuse, on peut en prévoir plusieurs fixées à la sortie de plusieurs filières adaptées à une même machine à fabriquer des tubes en matière plastique. On a constaté que les tubes fabriqués par le procédé de l'invention présentaient une meilleure résistance mécanique du fait des efforts mécaniques auxquels ils sont soumis lors de la fabrication. En effet, le tube autour de la filière est soumis à une tension jusqu'# la sortie du moule. Cette torsion arrête les molécules tendentiellement aux filets. #EVENDI CATI ONS 10) Procédé de fabrication de tubes cylindriques sections droites circulaires, en matière plastique, à parois Ondulées hélicoidalement par modelage d'un tube immédiatement à la. sortie d'une filière classique, c a r a c t é r i s é par le fait que, dès la sortie de la filière, on modèle le tube encore plastique dans un moule cylindrique possédant un filetage inter ne, tournant coaxialement à la filière en assurant a) le placage de la paroi du tube contre les parois du moule, b) le glissement du moule sur le tube de façon à éviter toute rotation et torsion de celui-ci qui progresse à une vitesse qui est fonction de la filière et est une fonction linéaire de la vitesse angulaire du moule et du pas de filetage interne, c) le refroidissement du tube formé définitivement. 20) Procédé, tel que défini dans la revendication 1, c a r a c t é r i s é par le fait que le placage de la paroi du tube contre la paroi du moule est assuré par une aspiration Produite dans la partie médiane du moule à un endroit tel que la différence de pression entre les deux cotes de la paroi du tube juste a la sortie de la filière, soit insuffisante pour déformer le tube. 30) tEchine destinée à appliquer le procédé défini dans ltune et l'autre des revendications 1 et 2, c a r a c t é r i s é par la combinaison a) d'un moule cylindrique placé immédiatement à la Sortie de la filière, possédant un filetage interne, tournant coaxialement à la filière classique fabricant le tube en matiè re plastique de manière à se visser sur le tube, la vitesse de rotation du moule étant proportionnelle à l'angle d'hélice de son filetage interne et à la vitesse de sortie du tube de la filière pour ne pas déformer ledit tube à cet endroit, ledit moule Possédant des moyens de refroidissement et des moyens réglant son écartement de la filière, b) de moyens aspirant et provoquant une dépression entre la paroi du moule tournant et la paroi externe du tube pour appliquer celle-ci contre celle c) de moyens assurant la lubrification de la paroi interne du moule au contact avec le tube, lesdits moyens étant placés d la sortie du moule, d) de moyens de maintient du tube à la sortie du moule, notamment pour ltempêcher de tourner autour de son axe. 40) Machine, telle que définie dans la revendication ), c a r a c t é r i s é e par le fait que le moule se compose de deux parties concentriques a) ltune extérieure, fixe b) l'autre intérieure, tournante, des jaquettes étant formées entre ces deux parties avec des joints d'étanchéité dont au moins une jaquette à circulation d'eau pour le refroidissement et une jaquette provoquant le vide qui se communi que sur la paroi interne de la partie tournante du moule en contact avec le tube, par des orifices. 5 ) Machine, telle que définie dans la revendication 3, c a r a e t é r i s é e par le fait qu'un dispositif goutte à goutte est prévu pour déverser un lubrifiant à la jonction du tube et du moule à la sortie de celui-ci sur un joint spongieux non rigoureusement étanche pour permettre l'aspiration dudit lubrifiant et sa pénétration entre les parois du tube et du moule. 60) Machine, telle que définie dans la revendication 3, c a r a c t é r i s é e par le fait qu'un mandrin fixe de soutien est prévu à l'intérieur du tube, mandrin qui est retenu et soutenu par une tige solidaire de la filière, ledit mandrin coopérant avec des galets extérieurs recouverts de matière spongieuse et s'appliquant contre le tube. 70) Machine, telle que définie dans la revendication 3, c a r a c té r i s é e par le fait que l'on prévoit un dispositif,perforant la paroi du tube pour rendre celui-ci apte à certains usages. 80) Machine, telle que définie dans la revendication 3, c a r a c t é r i s é e par le fait qu'une bague filetée à la sortie de la filière permet de régler la distance entre celle-ci et le moule tournant. 9 ) Tube obtenu avec le procédé défini dans les revendications 1 et 2 et fabriqué dans les machines définies dans 11une quelconque des revendications 3,4,5,6,7,8, prise isolément c a r a c t é r i s é par une paroi ondulée hélicoidalement, absolument lisse extérieurement, sans aucune trace de moulage ou de pincement, telles que les côtes et dont la paroi est perforée.