Brevet FR2152383A1 — publié le 19730427

La présente invention concerne la fabrication des objets creux en matière thermoplastique renforcée par une armature constituée par des enroulements de fibres ou de fils continus rassemblés entre eux en faisceaux appelés rovings et noyés dans la paroi de l'objet. Les méthodes habituelles pour fabriquer de tels objets consis- tent, successivement, à façonner une ébauche rigide de l'objet dont les dimensions internes sont les dimensions définitives, à tresser sur cette ébauche un revêtement de "rovings" puis à déposer sur cette ébauche ainsi recouverte une couche de matière thermoplastique analogue à la matière thermoplastique constituant l'ébauche ou bien différente de cette matière. Les procédés et les dispositifs connus permettent de fabriquer en continu des tuyaux rigides ou flexibles et en discontinu des récipients du genre citernes. Ces méthodes posent en général des problèmes technologiques importants, tant du point de vue de la manipulation de l'objet au cours des différentes phases de sa fabrication que du point de vue de la parfaite adhésion de la couche finale de matière thermoplastique déposée sur l'ébauche recouverte de rovings de renforcement avec la matière thermoplastique constituant l'ébauche elle-m#me. Pour résoudre ces problèmes technologiques, on est amené à concevoir des installations complexes et conteuses. La présente invention a pour objet un procédé d'introduction des rovings de renforcement dans la paroi d'une ébauche rigide d'un objet creux préalablement recouverte desdits rovings ne présentant pas les inconvénients ci-dessus. Le procédé selon l'invention est caractérisé en ce qu'il consiste à provoquer, successivement, le ramollissement de la masse de matière thermoplastique constituant l'ébauche de l'obJet, la dilatation centripète des parois de l'ébauche de l'objet et le refroidissement de l'objet obtenu. La présente invention concerne également un procédé de fabrication en continu de tuyaux cylindriques en matière thermoplastique renforcée par des rovings noyés dans la masse. Le procédé est caractérisé en ce qu'il consiste, successivement, - à extruder en continu une ébauche de tuyau en matière thermoplastique de dimensions internes plus petites que les dimensions internes du tuyau définitif - à refroidir ladite ébauche - à enrouler sur la surface de l'ébauche refroidie au moins un roving - à réchauffer l'ébauche revêtue Jusqutà la température de ramollissement de la matière thermoplastique - à provoquer une dilatation radiale progressive de l'ébauche ramollie ; et - à refroidir le tuyau renforcé obtenu. La présente invention concerne également les dispositifs pour la mise en oeuvre du procédé ci-dessus d'introduction de rovings de renforcement dans la paroi d'un objet en matière thermoplastique définie ci-dessus. Ces dispositifs sont essentiellement caractérisés en ce qu'ils comprennent - des moyens pour réchauffer l'ébauche recouverte des nravingsff de renforcement jusqu'd la température de ramollissement de la matière thermoplastique constituant les parois de ladite ébauche - des moyens pour provoquer une dilatation centripète de la paroi ramollie de l'ébauche, d'amplitude déterminée en fonction de l'épais- seur de la paroi et du degré désiré de pénétration des "rovings dans la paroi ; et - des moyens pour refroidir l'ébauche ainsi dilatée. La présente invention sera mieux comprise ai l'on se réfère B la description qui suit, faite en regard des dessins annexés dans lesquels la figure 1 représente le schéma d'une installation pour la fabrication en continu de tuyaux en matière thermoplastique renforcée par des rovings mettant en oeuvre les procédés selon l'invention ; et la figure 2 représente, en élévation-coupe > une forme de réalisation de la partie de cette installation dans laquelle sont faits la dilatation et le refroidissement de -l'ébauche de tuyau ramollie. Dans l'installation représentée schématiquement en figure 1, l'ébauche du tuyau cylindrique 1 est façonnée en continu au moyen d'une extrudeuse 2 et d'un conformateur à vide 3 lui donnant une section de dimension légèrement inférieure à sa dimension défini- tive. Cette ébauche est refroidie dans un bac de refroidissement 4 d'où elle est extraite au moyen d'un banc de tirage 5. Dans le bac de refroidissement 4, l'ébauche de tuyau est refroidie jusqu'à la température lui donnant la rigidité suffisante pour qu'un système rotatif 6 puisse enrouler, de façon connue soit sur sa surface un ou plusieurs rovings 7 de fibres ou de fils de renforcement. Cet enroulement est fait sous un angle déterminé en fonction de l'utilisation du tuyau envisagée, et peut être simple ou croisé.L'ébauche rigide revêtue de l'armature 8 constituée par les couches de "rovings" enroulées sur l'ébauche et poussée par le banc de tirage 5 pénètre dans un tunnel de chauffage 9 dans lequel elle est portée à une température suffisante pour provoquer le ramollissement de la matière thermoplastique la constituant. Elle pénètre ensuite dans le conformateur 10 dans lequel elle subit une dilatation radiale d'amplitude suffisante pour que l'armature 8, qui conserve un diamètre invariable, pénètre dans la paroi ramollie du tuyau au fur et à mesure de la dilatation radiale de celui-ci. A la sortie du conformateur 10, le tuyau dilaté 11 est refroidi dans un bac de refroidissement 12 d'où il est extrait par un banc de tirage 13. On a représenté en figure 2 une forme de réalisation possible de l'ensemble constitué par le conformateur 10 et le bac de refroidissement 12. Dans cette forme de réalisation, le conformateur 10 est un conformateur à vide percé d'un alésage 14 comportant une partie centrale divergente dans le sens de progression de l'ébauche de tuyau; le diamètre d'entrée de cet alésage est égal à celui de l'ébauche 1 recouverte de l'armature 8, et le diamètre de sortie est égal au diamètre extérieur définitif du tuyau à obtenir. Au fur et à mesure que l'ébauche de tuyau ramollie traverse l'alésage divergent 14 du conformateur à vide, sa paroi est plaquée contre la paroi interne de l'alésage et est progressivement dilatée tandis que l'armature conservant un diamètre invariable pénètre progressivement dans l'épaisseur de la paroi ramollie de l'ébauche. il est évident que le profil de divergence de l'alésage 14 doit entre choisi en fonction, e d'une part, de î'épaisseur/#e la paroi de l'objet, de la longueur li de la partie divergente de l'alésage et, d'autre part, de l'amplitude désirée D de la pénétration de l'armature dans la paroi dudit objet et des caractéristiques thermomécaniques de la matière thermoplastique. Sur la figure 2, l'alésage 14 représenté à titre d'exemple comporte successivement une partie d'entrée cylindrique, une partie centrale de longueur li ayant sensiblement la forme d'un para bolide de révolution, et une partie de sortie cylindrique, les deux parties cylindriques assurant l'étanchéité de la partie centrale. La présente invention, qui a été décrite en application à la fabrication en continu de tuyaux circulaires, est applicable également à la fabrication en continu de profilés creux de section diff#- rente d'une section circulaire. Elle est également applicable à la fabrication en discontinu d'objets creux ne possédant qu'un seul orifice, comme par exemple des bidons ou des petites citerne, en partant d'une ébauche desdits objets creux préalablement revêtus de couches de rovings et en provoquant la dilatation de cette ébauche ramollie par tout moyen approprié tel que l'application d'une surpression interne contre les parois internes de l'ébauche, ladite ébauche étant introduite dans une enceinte de formes et de dimensions appropriées. il va de soi que la présente invention a été décrite ci-dessus à titre purement indicatif, mais nullement limitatif, et que l'on pourra lui apporter toutes modifications de détail conformes à son esprit, sans sortir de son cadre. REVENDICATIONS 1. Procédé d'introduction de rovings de renforcement dans la paroi d'une ébauche rigide d'un objet creux en matière thermoplastique préalablement recouvert desdits rovings, procédé caractérisé par le fait qu'il consiste à provoquer, successivement, le ramollissement de la masse de la matière thermoplastique, la dilatation centripète des parois de l'ébauche et le refroidissement de cette dernière. 2. Application du procédé selon la revendication 1 à la fabrication continue de tuyaux cylindriques en matière thermoplastique renforcée par des rovings noyés dans la masse. 3. Application selon la revendication 2, caractérisée par le fait qu'on axtrude en continu une ébauche de tuyau en matière thermoplastique de dimensions internes plus petites que les dimensions internes du tuyau définitif, qu'on refroidit ladite ébauche, qu'on enroule sur sa surface refroidie au moins un roving, -qu'on amène la matière thermoplastique à sa température de ramollissement, qu'on provoque une dilatation radiale progressive de l'ébauche ramollie et qu'on la refroidit. 4. Application selon la revendication 1 à la fabrication d'objets creux ne possédant qutun seul orifice. 5. Dispositifs pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisés par le fait qu'ils comprennent des moyens pour réchauffer l'ébauche recouverte de rovings de renforcement Jusqu'à la température de ramollissement de la matière thermoplastique, des moyens pour provoquer une dilatation centripète d'amplitude déterminée de la paroi ramollie de l'ébauche et des moyens pour refroidir l'ébauche ainsi dilatée. 6. Dispositifs selon la revendication 5, caractérisés par le fait que les moyens pour provoquer la dilatation sont constitués par un conformateur à vide. 7. Dispositifs selon la revendication 5, caractérisés par le fait que les moyens pour provoquer la dilatation sont constitués par un conformateur à surpression interne. 8. Dispositifs selon l'une quelconque des revendications 2 et 6, caractérisés par le fait que le conformateur à vide est percé d'un alésage comportant une partie centrale divergente dans le sens de la progression de l'ébauche, le diamètre d'entrée de cet alésage étant égal à celui de cette ébauche recouverte de son armature et son diamètre de sortie étant égal au diamètre externgéfinitif du tuyau à cbtenir. 9. Objets creux en matière thermoplastique renforcée par une armature noyée au sein de cette matière thermoplastique, caractérisée par le fait qui ils sont obtenus par le procédé selon la reven dication 1.