Brevet FR2179606A1 — publié le 19731123

La présente invention a pour objet un procédé de fabrication de tubes en matière plastique thermodurcissable armée, ce procédé utilisant un mandrin tournant muni d'une enveloppe à déplacement continu, la matière plastique durcissant, au moins en partie, sous l'effet de la chaleur fournie avant que le tube ne quitte ce mandrin. Les tubes de grand diamètre en matière plastique thermodurcissable armée sont fabriqués essentiellement sur une machine comportant un mandrin rotatif muni d'une enveloppe qui se déplace de façon continue. L'armature est assurée par une bande, ou mat, de fibres qui est humidifiée avant d'entre enroulée sur le mandrin. Dans les appareils connus servant réaliser de tels tubes, le durcissement est obtenu à l'aide d'un tunnel de durcissement qui entoure le mandrin à son extrémité libre. Ce tunnel doit avoir une longueur déterminée de manière que le tube, avant de quitter le mandrin, soit durci suffisamment pour être autoportant. Afin que l'ensemble de l'appareil n'ait pas une longueur exagérée, l'intervalle entre le tunnel de durcissement et le chassies de la machine du mandrin est relativement faible. C'est dans ce faible intervalle que l'on applique les matériaux, cet intervalle, dans le cas de tubes de grand diamètre, pouvant être très réduit au point de gêner la fabrication. Un autre inconvénient que présente un tel tunnel de durcissement tient au fait que ce durcissement de la matière plastique se produit à partir de la face extérieure du tube. Il faut prendre des précautions spéciales pour ne pas durcir une enveloppe extérieure du tube qui risquerait ensuite de se contracter et de refouler la matière plastique sous-jacente non encore durcie, jusqutà l'extérieur du tube à travers l'enveloppe, de sorte que finalement le tube ne serait pas étanche et serait d'aspect défectueux. De plus, une grande quantité de chaleur est perdue par les extrémités ouvertes du tunnel, et l'air et les gaz chauds qui se trouvent dans le mandrin creux sont refoulés par l'extrémité ouverte du tube terminé et créent des difficultés de ventilation. De plus, un tel procédé provoque une grande perte de chaleur. L'invention a donc pour objet un procédé de fabrication de tubes en matière plastique thermodurcissable armée, ce procédé assurant un meilleur durcissement et une moindre perte de chaleur. Dans ce nouveau procédé de fabrication de tubes en matière plastique thermodurcissable armée, on utilise un mandrin tournant muni d'une enveloppe se déplaçant de façon continue où la matière plastique durcir, au soins en partie, sous l'effet de la chaleur qd est fournie avant que le tube ne quitte le mandrin, ce procédé étant essentiellement caractérisé par le fait que la chaleur de durcissement est exercée dès le début de l'application des matériaux sur le mandrin. Il est particulièrement avantageux de fournir la chaleur à partir de l'intérieur de l'enveloppe du mandrin et de transmettre cettechaleur, par cette enveloppe, jusqu'à la matière plastique. Suivant une autre caractéristique du procédé selon l'invention, on entratne vers l'arribre l'air et les gaz chauds situés dans le mandrin creux (l'arrière étant considéré par rapport au sens de déplacement du mandrin) et on utilise ces gaz déplacés pour durcir la matière plastique des parties du tube immédiatement voisines. L'inventionaégalement pour objet un appareil de mise en oeuvre de ce procédé. Cet appareil, qui comprend un mandrin rotatif muni d'une enveloppe à déplacement continu qui se reforme constamment grâce à une bande d'acier sans fin, ou élément analogue, enroulée suivant une hélice serrée sur un châssis constitué par des étais longitudinaux qui supportent l'enveloppe et qui sont montés sur un noyau, par exemple un tube situé au centre, est essentiellement caractérisé par le fait qu'un évent est disposé à l'arrière du mandrin, cet évent entrainant, à faiblevitesse, l'air chaud et les gaz de l'intérieur de ce mandrin, depuis l'extrémité extérieure de ce mandrin jusqu'à sa partie arrière, l'arrière étant toujours considéré par rapport au sens de déplacement du mandrin. Suivant une forme de réalisation avantageuse, cet appareil comporte des éléments de chauffage disposés àl'extrémité arrière du mandrin, entre le noyau et l'enveloppe extérieure, ces éléments étant,par exemple,des éléntants qui transmettent les radiations infrarouges. D'autres objets et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre et des dessins sur lesquels - la figure 1 est une vue schématique en élévation latérale d'un appareil connu servant à fabriquer des tubes en matière plastique thermodurcissable armée; - la figure 2 est une coupe longitudinale à échelle agrandie du mandrin de cet appareil et montrant des éléments selon l'invention, et - la figure 3 est une coupe transversale suivant la ligne III-III de la figure 2. L'appareil représenté, destiné à fabriquer des tubes en matière plastique thermodurcissable armée, consiste essentiellement en un mandrin 1 qui tourne pendant la fabrication, son enveloppe se déplaçant de la droite à la gauche de la figure 1, cette enveloppe étant reconstituée constamment par une bande d'acier sans fin 2 enroulée à l'extrémité libre du mandrin, appliquée sur un rouleau 3 ou un jeu de rouleaux, et qui revient par la partie centrale du mandrin, vers la face arrière du cassis 4 de la machine. Dans le cas présent, cette bande est appliquée sur une série de rouleaux 5, 6 et 7 et est enroulée à nouveau vers une enveloppe de mandrin à l'extrémité de droite de celui-ci. Le matériau servant à la construction du tube est fourni par des organes 8 et 9 représentés de façon schématique sur les figures. L'armature peut consister en une bande de fibres,ou mat, qui, avant d'être appliquée, est imprégnée de matière plastique thermodurcissable, en général du polyester. Avant le durcissement de ce polyester, on utilise avantageusement une zone de durcissement 10 consistant en un tunnel ouvert, laquelle porte à l'intérieur un grand nombre d'éléments de chauffage qui émettent des radiations infrarouges. L'enveloppe continue Il du mandrin 1, réalisée à partir d'une bande d'acier sans fin enroulée en hélice, est appliquée contre un grande nombre de barres ou nervures 12 supportées par des plaques circulaires 13. Ces plaques reposent sur un noyau central qui, dans le cas présent, est un tube 14. De façon connue, les barres sont disposées sur les plaques 13 de manière que, au moyen de pièces intermddiaires, elles puissent donner de grands ou de petits diamètres. De la sorte, on peut fabriquer, à l'aide d'un unique appareil, des tubes de différents diamètres. Conformément à l'invention, une série d'éléments de chauffage 15 sont disposés a l'extrémité arrière du mandrin, entre le tube central 14 et l'enveloppe 11. Ces éléments de chauffage peuvent étre des générateurs de rayonnement infrarouge. Pour pouvoir utiliser les gaz et l'air chauds du mandrin 1, un manchon de sortie 16 est disposé à l'extrémité du mandrin 1 sur le chassis 4 de la machine; ce manchon permet, à l'aide d'un ventilateur 17, de prélever, par aspiration et à faible vitesse, l'air et les gaz dans le mandrin. La chaleur est donc utilisée pour réchauffer les parties avant de l'enveloppe Il sur le mandrin 1. Le courant électrique d'alimentation des éléments de chauffage 15 peut arriver dans le mandrin à l'aide de collecteurs 18 à bague, placés dans le châssis 4 de la machine. Comme on l'a signalé plus haut, on peut réaliser, conformément à l'invention, une grande économie de chaleur par rapport aux appareils de technique antérieure. Du fait qu'l n'y a plus de tunnel 10, on dispose d'un plus grand espace pour appliquer les matériaux du tube. En outre, on réalise un durcissement beaucoup plus simple de la paroi du#tube en matière plastique, du fait que ce durcissement est commencé à l'intérieur. Il ne se constitue donc pas une carapace extérieure rigide qui, sous l'effet de la contraction, pourrait refouler vers l'extérieur la partie intérieure liquide de la matière plastique. Grâce à l'invention, on utilise aussi la chaleur qui se trouve à l'intérieur du tube et dans le mandrin, ainsi que la chaleur fournie et la chaleur dégagée de la matière plastique au cours du durcissement. I1 y a encore d'autres possibilités d'économiser la chaleur fournie, par récupération de la chaleur dégagée par la matière plastique. C'est ainsi que l'on peut appliquer une couche de matière plastique thermodurcissable armée sur le mandrin et réchauffer cette couche au moyen des éléments de chauffage 15 par transfert de chaleur dans la matière plastique à travers la mince enveloppe métallique 11. Sur la première couche, on enroule une nouvelle couche qui reçoit de la chaleur dégagée par la première couche au durcissement. On peut continuer de la sorte jusqu'à réalisation de l'épaisseur totale de la paroi du tube. De la sorte, il suffit de fournir une quantité de chaleur suffisante pour amorcer le durcissement de la première couche mince, et la chaleur dégagée par la matière plastique suffit à achever le durcissement de la paroi. Selon la description qui précède et les figures, les éléments de chauffage sont disposés à l'intérieur du mandrin, mais on peut facilement les placer à l'extérieur du mandrin. Ces éléments de chauffage peuvent, par exemple, être disposés de manière à transmettre la chaleur,à la fois à la matière plastique appliquée à l'extrémité arrière du mandrin et à la partie de l'enveloppe 11 du mandrin 1 qui n'est pas recouverte de matière plastique, à ltextrdmité arrière du mandrin. Ainsi, de la chaleur est fournie à la fois de l'extérieur et de l'intérieur aux matières plastiques. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées au dispositif qui vient d'être décrit uniquement à titre d'exemple non limitatif, sans sortir du cadre de l'invention. R E V E N D I C AT I O N S 1 - Procédé de réalisation de tubes en matière plastique thermodurcissable armée, à l'aide d'un mandrin rotatif muni d'une enveloppe déplacée de façon continue, la matière plastique étant durcie au moins en partie, par la chaleuricurnie, avant que le tube ne quitte le mandrin, ce procédé étant essentiellement caractérisé par le fait que le durcissement à chaud connence juste dès que l'on applique les matériaux sur le mandrin. 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la chaleur est fournie depuis l'intérieur de l'enveloppe du mandrin et est transmise par celle-ci aux matières plastiques. 3 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'air chaud et les gaz contenus dans le mandrin sont transférés vers l'arrière (relativement au sens de déplacement du mandrin) et que cet air et ce gaz sont utilisés pour durcir le tube en matière plastique dans la partie arrière du mandrin. 4 - Appareil mettant en oeuvre le procédé de l'une quelconque des revendications 1 à 3 et comprenant un mandrin rotatif muni d'une enveloppe à déplacement continu qui est reconstitué de manière continue à l'aide d'une bande d'acier sans fin enroulée en hélice serrée sur un châssis consistant en étais longitudinaux qui supportent l'enveloppe et qui sont montés sur un noyau tel un tube coaxial, cet appareil étant essentiellement caractérisé en ce qu'un orifice est agencé à la partie arrière du mandrin afin d'extraire à faible vitesse,de l'air et des gaz chauds contenus dans le mandrin depuis l'extrémité extérieure de celui-ci jusqu'à son extrémité arrière, relativement au sens de déplacement du mandrin. 5 - Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce que, à l'extrémité extérieure du mandrin, entre le noyau et l'enveloppe extérieure, sont disposés des éléments de chauffage, tels que des générateurs de rayonnement infrarouge.