Brevet FR2190599A1 — publié le 19740201

La présente invention concerne la fabrication de tuyaux souples et peut être appliquée à la fabrication de tuyaux souples renforcés prévus pour transmettre la pression d'un fluide. Un tel tuyau souple est constitué par un corps tubulaire en matériau élastique, le plus souvent en caoutchouc, sur lequel est enroulée une ou plusieurs couches de tissu constituant la carcasse de renforcement. A l'extérieur de la carcasse, on applique à l'ordinaire une couche vulcanisée pour la protection du tuyau contre les intempéries. Est connu un procédé de fabrication de tuyau souple renforcé consistant à exécuter d'abord un corps tubulaire en caoutchouc de longueur limitée. L'espace interne et la surface extérieure du corps tubulaire sont alors traités avec une matière qui la protège contre toute adhérence. Après son refroidissement, le corps tubulaire est monté sur un mandrin (tube) et sa surface extérieure est enduite de colle de caoutchouc. Après le séchage de la colle de caoutchouc, le corps tubulaire est enveloppé, en commun avec le mandrin, dans de la toile caoutchoutée suivant toute sa longueur, et sur la surface de la toile d'habillage on applique ensuite une couche extérieure de caoutchouc. L'inconvénient de ce procédé réside dans la longueur limitée du tuyau souple, son faible rendement, la grande quantité d'opérations séparées, l'utilisation de mandrins, la nécessité de disposer d'une superficie d'atelier considérable, ainsi que dans l'impossibilité de réaliser l'opération d'une façon continue. Sont connues des expériences pour supprimer l'utilisation de mandrins au cours de la fabrication de tuyaux souples renforcés. L'un de ces procédés consistait à remplir d'air un tronçon de corps tubulaire d'air, les extrémités étant alors rendues étanches, et à l'appliquer sur la bande de toile caoutchoutée en le disposant entre deux plaques parallèles planes. Pendant le déplacement des plaques, dans le sens transversal par rapport à l'axe longitudinal du corps tubulaire, le corps est enveloppé dans le tissu. Cependant, ce procédé est également pe productif, il limite la longueur du tuyau souple et ne permet pas de réaliser l'opération d'une façon continue. L'invention propose un procédé de fabrication de tuyaux souples renforcés qui permet d'assurer la fabrication continue du tuyau souple. Le problème posé est résolu par le fait que pendant la fabrication du tuyau souple, au cours de laquelle le corps tubulaire en matériau élastique rempli d'un fluide est placé sur le matériau de la carcasse enveloppant ensuite le corps, suivant l'invention, lors de l'application, le matériau de la carcasse est déplacé conjointement avec le corps d'ure façon synchrone, dans le sens de l'axe longitudinal du corps, sur un secteur limité du mouvement commun, et au fur et à mesure du déplacement le corps tubulaire et le maté- riau subissent plusieurs fois un mouvement angulaire de même amplitude et dans le même sens par rapport à l'axe longitudinal du corps tubulaire, de telle façon qu'à l'extrémité de ce secteur d'enveloppement limité chaque point du corps tubulaire effectue, en commun avec le matériau, au moins un tour complet autour de l'axe longitudinal du corps tubulaire, en résultat de quoi le matériau de la carcasse est enroulé sur le corps tubulaire. L'avantage du procédé proposé réside dans le fait qu'il assure la faDrication continue des tuyaux souples. Dans l'installation pour la mise en oeuvre du procédé proposé, comportant un dispositif pour la confection du corps tubulaire, des moyens pour amener le fluide à l'intérieur du corps tubulaire ainsi qu'un dispositif pour enrouler le matériau de la carcasse sur le corps, suivant l'invention, le dispositif pour l'application du matériau de la carcasse est constitué par des bagues de guidage disposées coaxialement, formées chacune par une rondelle Grower, ou élément analogue, comportant des encoches radiales intérieures recevant des galets, qui tournent en coopérant avec le corps tubulaire, alors que le matériau de la carcasse se déplace à travers lesdites bagues, et qui assurent pendant leur rotation le pivotement en commun du matériau de la carcasse et du corps tubulaire par rapport à l'axe longitudinal de ce dernier, en résult-at de quoi ledit matériau s'enroule sur le corps. Le dispositif proposé permet de mécaniser presque entièrement la fabrication des tuyaux souples sans faire appel à un travail manuel pénible. Pour assurer le passage continu du matériau de la carcasse de renforcement et du corps tubulaire à travers les bagues, à la sortie du dispositif d'application, il faut prévoir des rouleaux de traction. Dans l'exposé qui suit, l'invention est explicitée par la description d'un exemple de mise en oeuvre du procédé de fabrication de tuyaux souples et par les dessins annexés, sur lesquels - la Fig. 1 (a, b, c, d, e, f, g, h, k, 1, m, n et o) repré sente le processus d'application du matériau de la carcasse sur le corps tubulaire; - la Fig. 2 représente le schéma de principe de l'installation pour la mise en oeuvre du procédé proposé; - la Fig. 3 représente le dispositif pour l'application du matériau de la carcasse sur le corps tubulaire; - la Fig. 4 représente une bague de guidage, vue de face; - la Fig. 5 est une coupe suivant la ligne V-V de la Fig. 4. Pour une meilleure compréhension du procédé de fabrication de tuyaux souples proposé, on va considérer séparément l'opération d'enveloppement du corps tubulaire dans le matériau de la carcasse par pivotement multiple du matériau de la carcasse conjointement avec le corps tubulaire, d'un même angle et dans le même sens par rapport à l'axe longitudinal du corps tubulaire, sans déplacement de cewc-ci dans le sens longitudinal. Sur l'un des bords longitudinaux du tissu caoutchouté 7 (Fig. la) formant le matériau de la carcasse, est appliqué le corps tubulaire 2. Ensuite, on fait tourner à tour de rôle le tissu caoutchouté 1 avec le corps tubulaire 2 aux points 3, 4, 5 et 6 (Fig. 1 a, b, c, d, e) d'un même angle et dans le même sens autour de l'axe longitudinal du corps tubulaire 2. De cette façon, une partie de la surface du corps tubulaire 2 (Fig. 1) est enveloppée dans le tissu caoutchouté 1 comme résultat de sa rotation d'un certain angle par rapport à son axe longitudinal. Après quoi, la rotation du tissu caoutchouté 1 et du corps tubulaire 2 est répétée aux points 3, 4, 5 et 6 (Fig. 1 f, g, h, et k). Sur le corps tubulaire 2 (Fig. 1k), le tissu caoutchouté 1 est alors entièrement enroulé. L'opération de rotation du tissu caoutchouté 1 avec le corps tubulaire 2 se poursuit aux points 3, 4, 5 et 6 (Fig. 1 1, m, n et o). De cette façon, la bande de tissu caoutchouté 1 (Fig. 1 ) est entièrement enroulée sur la chambre tubulaire 2. Si, conjointement avec la rotation multiple du corps tubulaire 2 avec le matériau de la carcasse 1, on les astreint à se déplacer en synchronisme suivant l'axe du corps tubulaire 2, le résultat sera équivalent à liopération décrite plus haut avec la seule différence que la rotation multiple s'opère, non pas successivement, mais simultanément en tous les points d'un segment limité, d'une façon continue et d'un même angle au fur et à mesure du déplacement par rapport à l'axe longitudinal du corps. Mais, étant donné que les points du corps tubulaire et du matériau de la carcasse se dé placent à partir du début du segment limité jusqu'à son extrémité, avec décalage dans le temps, certains points du corps pivoteront avant les autres.Lorsque le pivotement des points du corps 1 cesse sur un segment limité, pendant le déplacement, tous les points du corps tendent à occuper une position identique, à la suite de quoi le corps se redresse. De cette façon, afin d'envelopper le corps-tubulaire dans le matériau de la carcasse, il faudra, sur un segment limité de leur mouvement commun, au fur et à mesure du déplacement, faire tourner d'une façon multiple le corps et le matériau d'un même angle et dans le même sens par rapport à l'axe longitudinal du corps tubulaire. A la fin de ce segment d'enveloppement limité, chaque point du corps tubulaire doit décrire, en commun avec le matériau de la 9arcasse , au moins un tour complet autour de 1 l'ase longitudinal du corps tubulaire, à la suite de quoi le matériau de la carcasse sera enroulé sur le corps tubulaire. L'installation pour la mise en oeuvre du procédé proposé comporte une presse à vis sans fin 7 (Fig. 2) dont la tête 8 est combinée avec un dispositif qui confectionne le corps tubulaire 2. Cette tête comporte des moyens (non représentés sur la figure) pour débiter un fluide, par exemple de l'eau, à l'intérieur du corps tubulaire 2. Pour le déroulement du tissu caoutchouté 1 à partir du rouleau 9, est prévu un transporteur 10. En aval de la tête 8, du côté où sort le corps tubulaire 2, il est prévu un transporteur à rouleaux 11 entrainant le corps tubulaire 2 et le tissu caoutchouté 1. Comme il est à l'état chaud, le corps tubulaire 2 se colle sur le tissu caoutchouté 1 en passant sur le transporteur à rouleaux 11, ce qui assure leur mouvement synchrone consécutif. Pour l'application du tissu caoutchouté 1, constituant le matériau de la carcasse de renforcement sur le corps tubulaire 2, il est prévu un dispositif d'application 12.Le dispositif 12 doit être incliné, par rapport à l'horizontale, pour engendrer une pression supplémentaire du fluide à l'intérieur du corps tubulaire 2 sur le segment d'enveloppement du corps dans le matériau de la carcasse. Ceci permet de maintenir une pression constante à l'intérieur du corps qui se réduit grâce à l'écoulement accéléré du liquide au cours de la torsion du corps. Le dispositif 12 est formé par des bagues de guidage 13 disposées coaxialement sur un support 14 (Fig. 3). Chacune des bagues 13 est exécute à la manière d'une rondelle Grower. La bague 13 (Fig.4-) se présente sous la forme d'un bottier 15 avec couvercle 16 dans lequel sont ménagées des encoches radiales intérieures 17 recevant des galets 18. Une fente radiale 19 est prévue pour le passage de la bordure du tissu. Dans le boitier 15 (Fig. 5) de la bague 13 est formée une gorge annulaire, prévue pour recevoir un ressort cylindrique 20 constituant l'axe des galets et deux orifices (non représentés sur la figure) pour la fixation des extrémités du ressort cylindrique 20. Pour prévenir la rotation du corps tubulaire sur le transporteur à rouleaux, la bague de guidage 21 (Fig. 3) montée à l'entrée du dispositif d'application 12 est exécutée sous forme d'une rondelle cylindrique. Le support 14 est incliné, par rapport à l'horizontale, de telle façon que la première bague 13 dans le sens de la translation du corps soit disposée plus haut que les bagues suivantes. A la sortie du dispositif d'application 12 (Fig. 2) se trouvent des rouleaux de traction 22 dont la commande (non représentée sur le dessin) fonctionne en synchronisme avec la commande du transporteur 9, et elle est prévue pour la translation en commun du tissu caoutchouté 1 et du corps tubulaire 2 sur le transporteur à rouleaux 11, ainsi que pour le passage forcé du corps avec le tissu à travers le dispositif d'application 12. Pour l'application de la couche extérieure de caoutchouc sur le tuyau souple 23, l'installation comporte une presse à vis sans fin 24 avec une tête biseautée 25, et pour le passage du tuyau 23 à travers la tête 25, il est prévu un transporteur 26. Une cuve 27 est remplie d'un liquide pour le refroidissement du tuyau et son graissage afin de prévenir le collage du tuyau pendant son enroulement dans le réceptacle 28. Le réceptacle 28 est monté sur un support tournant 29, avec un montant 30 réglable en hauteur pour la fixation de l'extrémité ouverte du tuyau souple à un niveau déterminé, ce qui permet de maintenir une pression constante du fluide dans le corps 2. L'exécution de tuyaux souples suivant le procédé proposé s'effectue de la façon suivante. Le tissu caoutchouté provenant du rouleau 9 (Fig. 2) est amené par le transporteur 10 au transporteur à rouleaux 11, et à travers le dispositif d'application 12 on fait passer un cordon avec dispositif de fixation du tissu 1. Une extrémité du cordon est fixée au tissu 1, tandis que l'autre est engagée dans les rouleaux de trac tison 22. La presse à vis sans fin 7 est mise en marche, et le corps tubulaire 2 sortant de la tête 8 se dépose sur le tissu caoutchouté 1 se trouvant sur le transporteur à rouleaux 11. L'extrémité du corps tubulaire 2 est rendue étanche, et on débite de l'eau à l'in- térieur du corps. Ensuite, on enclenche la commande des rouleaux de traction 22 et du transporteur 9. Le tissu caoutchouté 1 commence à se déplacer sur le transporteur à rouleaux 11 en commun avec le corps tubulaire 2 et ils débouchent en commun dans le dispositif d'application 12. En se déplaçant dans le dispositif d'application 12, le tissu 1 avec le corps 2 mettent en rotation les galets 18 des bagues 13 montées coaxialement. Les galets de chaque bague du dispositif d'application 12 tournent sous un certain angle, par rapport à l'axe longitudinal du corps 2, et tendent à transmettre au corps 2 un mouvement de rotation par rapport à son axe longitudinal. Mais, étant donné que les galets de chaque bague du dispositif d'application 12 font tourner le corps 2 avec le tissu 1 d'une façon individuelle, la rotation du corps 2 avec le tissu 1 se limite à un pivotement, dans chaque bague du dispositif d'application 12, d'un angle identique par rapport à l'axe longitudinal du corps 2, à la suite de quoi le matériau de la carcasse 1 est appliqué sur le corps 2. Le corps tubulaire 2 enveloppé dans le tissu caoutchouté 1 débouche sur les rouleaux de traction22. Ensuite, on détache le cordon, et l'extrémité du tuyau souple est engagée à travers la tête biseautée 25 dans laquelle s'opère l'application de la couche de caoutchouc extérieure. Après franchissement de la tête biseautée 25, le tuyau 23 passe sur le transporteur 26, et pénètre dans la cuve 27. Le tuyau souple est alors amené dans le réceptacle 28' pour sa mise en bobine. L'extrémité du tuyau est alors débouchée et on la fixe sur le montant 30. Le procédé de fabrication de tuyaux souples proposé assure un rendement élevé grace à la continuité du processus et il peut être appliqué en faisait appel à des moyens mécaniques simples. - REVENDICATIONS. 1 - Procédé de fabrication d'un tuyau souple suivant lequel un corps tubulaire en matériau élastique est rempli de fluide, placé sur le matériau d'une carcasse de renforcement lequel est ensuite enroulé sur le corps tubulaire, caractérisé par le fait que pendant l'enveloppement, le matériau (1) de la carcasse est déplacé en commun avec le corps (2) d'une façon synchrone dans le sens de l'axe longitudinal du corps tubulaire et sur un segment limité, au fur et à mesure du déplacement, le corps et le matériau tournent en commun, d'une façon multiple, d'un même angle et dans le même sens autour de l'axe longitudinal du corps de telle façon qu'à la fin de ce segment limité d'enveloppement chaque point de la chambre décrive en commun avec le matériau, au moins un tour complet autour de l'axe longitudinal du corps, en résultat de quoi le matériau de la carcasse est appliqué sur le corps. 2 - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que le corps et le matériau sont délivrés sur le segment d'enveloppement d'une façon continue. 3 - Installation pour la mise en oeuvre du procédé suivant la revendication 1, comportant un dispositif pour la confection du corps tubulaire, des moyens pour l'admission du fluide à l'inté- rieur du corps tubulaire et un dispositif pour l'application du matériau de la carcasse sur le corps, caractérisé par le fait que le dispositif (12) d'application du matériau est constitué par des bagues de guidage (13) montées coaxialement, exécutées chacune sous la forme d'une rondelle Grower comportant des encoches radiales intérieures (17) recevant des galets (18) qui tournent quand ils coopèrent avec le corps et que le matériau de la carcasse passe à travers la bague, et qui assurent au cours de leur rotation le pivotement commun du matériau (1) de la carcasse et du corps tubulaire (2) autour de l'axe longitudinal du corps tubulaire, en résultat de quoi le matériau est enroulé sur le corps. 4 - Dispositif suivant la revendication 3, caractérisé par le fait qu'à la sortie du dispositif d'application sont prévus des rouleaux de traction (22) qui entraînent le matériau de la carcasse et le corps tubulaire à travers lesdites bagues. 5 - Dispositif suivant la revendication 3, caractérisé par le fait que le dispositif d'application est incliné par rapport à 1'- horizontale, de telle façon que la première bague suivant le sens de déplacement du corps tubulaire soit plus haut que les bagues suivantes.