Brevet FR2145436A1 — publié le 19730223

La presente invention est relative à un mandrin de calibrage, destiné notamment à être monté à la sortie d'une tête de machine extrudeuse fournissant en continu une gaine de matière plastique souple, glissant sur ce mandrin qui en réalise la mise en forme au fur et à mesure de sa production, la gaine étant entraînée dans son mouvement par tout moyen approprié selon une direction qui coincide avec l'axe de ce mandrin. On connaît déjà diverses réalisations de tels mandrins de calibrage, notamment du genre de ceux décrits et représentés dans le brevet français 1.458.209 ou dans la demande de brevet français n0 EN 7044648 du 11 décembre 1970 au nom de Monsieur Jean-Jacques WALTER pour Procédé de fabrication en continu de tubes étanches frettés et dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé". Dans ces réalisations connues, les mandrins utilisés sont réalisés au moyen d'une pièce métallique, généralement cylindrique, solidaire de la tête de l'ex- trudeuse et montée sur celle-ci sensiblement dans l'axe de la fente annulaire par laquelle sort en permanence la matière plastique de la gaine, celle-ci s'appliquant sur la surface extérieure du mandrin, en en prenant exactement la forme.Pour aider au glissement de cette gaine sur le mandrin, glissement provoqué par des rouleaux qui pincent la gaine en aval et lui imposent un mouvement d'entraînement continu, la surface externe du mandrin comporte un revêtement lisse, soit en acier poli, soit de préférence en polytétrafluoroéthylène (Téflon). Avantageusement, pour permettre à la gaine ainsi tirée sur le mandrin de conserver une forme tubulaire convenable, en particulier compte tenu de son manque de rigidité dû à sa nature même, l'intérieur de cette gaine est maintenu sous pression d'un fluide comprimé, admis dans la gaine par un conduit axial traversant le mandrin et réuni à l'extérieur de la tête de l'extrudeuse à un compresseur ou analogue. Pour que la pression se maintienne et gonfle la gaine en permanence, on prévoit en outre, plus en aval, un bouchon d'étanchéité, relié par un câble à l'extrémité du mandrin et comprenant à sa périphérie des moyens autorisant le glissement de la gaine, sans fuites excessives du fluide de gonflage. La présente invention est relative à un mandrin de calibrage qui, dans le cadre de la même application, apporte des avantages remarquables sur les solutions antérieurement utilisées, notamment en ce qu'il procure un glissement plus efficace de la gaine et une sécurité de fonctionnement accrue, sans risques de déchirement ou de plissement de la gaine au fur et à mesure de sa production. A cet effet, ce mandrin se caractérise en ce qu'il comporte, monté sur un tube-support prolongeant la tête d'extrudeuse, un manchon coaxial comprenant une pluralité de couloirs continus fermés sur eux-mêmes et s'étendant dans des plans passant par l'axe du manchon, ces couloirs étant occupés par des billes métalliques débordant légèrement du contour apparent du manchon selon des génératrices parallèles à son axe et sur lesquelles glisse la gaine plastique. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, chaque couloir de billes est-délimité par deux flasques accolés, comportant chacun une rainure continue pour le logement des billes, ces flasques étant placés dans des rainures longitudinales ménagées dans l'épaisseur du manchon. Avantageusement, le manchon a la forme d'un prisme droit dont la section par un-plan perpendiculaire à son axe est un polygone régulier, les couloirs de billes étant disposés dans des plans passant par les arêtes de ce prisme. Selon une autre caractéristique du mandrin considéré, les couloirs de billes sont séparés par des canaux indépendants, ménagés dans le corps du manchon et s'étendant parallèlement -à son axe, ces canaux réservés à la circulation d'un fluide liquide de refroidissement, débouchant aux extrémités du manchon dans deux collecteurs de distribution, délimités par des plaques perpendiculaires à l'axe du mandrin, percées pour le passage étanche du tube-support axial. Selon une-autre caractéristique également, le manchon comporte, montée sur le tube-support et entretoisée en aval du manchon par rapport au sens de glissement de la aine sur le mandrin, une bague transversale réalisant l'étanchéité de la gaine vers l'amont vis-à-vis d'un fluide de gonflage admis dans l'axe du mandrin, cette bague comprenant deux bords parallèles, perpendiculaires à l'axe du mandrin délimitant entre eux une gorge en creux réunie par un orifice calibré à un conduit de liaison reliant le manchon à l'atmosphère extérieure. Enfin, le tube-support comporte également, en aval de la bague transversale, une pièce de guidage, présentant deux faces externes planes, parallèles, coopérant extérieurement avec deux rouleaux d'entraînement de la-galne plastique pincée entre ces rouleaux et cette pièce. D'autres caractéristiques d'un mandrin de calibrage établi conformément à l'invention, apparaîtront encore à travers la description qui suit d'un exemple de réalisation, donné à titre indicatif et non limitatif, en référence aux dessins annexés sur lesquels: - la Fig. 1 est une vue schématique en coupe axiale du mandrin considéré, - la Fig. 2 est une vue en coupe transversale à plus grande échelle selon la ligne II-II de la Fig. 1; - la Fig. 3 est également une vue en coupe de la Fig. 1, selon la ligne III-III de celle-ci. Sur ces figures, la référence 1 désigne la tête d'une machine extrudeuse d'un type en lui-même -connu, notamment du genre dit à tête d'équerre, comprenant un bloc métallique 2 dans lequel est prévue une fente annulaire 3 à travers laquelle est forcée une matière plastique sortant de la fente sous la forme d'une gaine tubulaire continue 4. Conformément à l'invention, le bloc 2 de la tête 1 supporte un mandrin de calibrage, reperé dans son ensemble par la référence 5, ce mandrin monté dans un logement 6 du bloc 2, se prolongeant à l'extérieur de celui-ci dans l'axe de la fente 3 d'où sort la gaine 4. Ce mandrin 5 se compose principalement d'un tube-support métallique 7, sur lequel est monté en avant du bloc 2 un manchon coaxial 8 sur la surface extérieure duquel glisse la gaine 4. Ce même tube-support 7 comporte également, placée en aval du manchon 8, une bague transversale 9 et plus en aval encore une pièce de guidage 10, le manchon 8, la bague 9 et la pièce de guidage 10, constituant ensemble le mandrin de calibrage, étant convenablement entretoisés les uns des autres selon la longueur du tube 7. Comme on le voit plus spécialement sur la Fig. 2 qui représente une vue en coupe transversale du mandrin au niveau du manchon 8, ce dernier comporte une série de rainures radiales telles que 8a, dans lesquelles sont montés des chemins continus de billes, améliorant le glissement sur le manchon 8 de la gaine 4, en permettant à celle-ci de prendre une forme régulière, de révolution autour de l'axe du mandrin. De préférence, la section droite du manchon 8 se présente sous la forme d'un polygone régulier, comportant autant de sommets que de chemins de billes, les rainures 8a s'étendant dans des plans radiaux passant par les arêtes du prisme droit constitué par le manchon 8. Dans chacune des rainures précédentes sont montés deux flasques îîa et llb, se faisant face et accolés l'un à l'autre par des vis transversales 12. Chacun de ces flasques comporte une gorge, respectivement 13 ou 14, délimitant ensemble, une fois les deux flasques accolés, un chemin continu 15 dans lequel sont montées des billes métalliques 16. Ces dernières débordent légèrement du contour apparent du manchon 8 le long des arêtes de celui-ci, la gaine 4 sortant de la fente annulaire 3 de la tête de l'extrudeuse glissant ainsi directement sur les billes qui en facilitent l'entraînement et la mise en forme régulière -autour du manchon. Afin de maintenir en fonctionnement le manchon 8 à température relativement basse pour assurer par contact le refroidissement de la gaine glissant sur les billes 16, ce manchon présente, ménagés entre les rainures 8a, des conduits de circulation 17, s'étendant parallèlement à l'axe du manchon et le traversant complètement, ces conduits 17 débouchant dans deux collecteurs d'extrémité, respectivement 18 et 19, délimités au moyen de plaques de fermeture 20 et 21 parallèles -aux faces extrêmes du manchon et réunies de manière étanche à celles-ci. Ces plaques d'extrémités 20 et 21 sont-percées en leur centre d'une ouverture, permettant le passage étanche du tube-support 7 sur lequel est monté le manchon 8. Le collecteur 18 est réuni par une tubulure 22 à une source extérieure d'un fluide liquide, notamment de l'eau, celle-ci s'évacuant par le collecteur 19 et une seconde tubulure 23. Avantageusement, les tubulures 22 et 23 sont entourées par une enveloppe externe de protection 24, fixée par l'intermédiaire d'une bague 25 sur la surface du tube-support 7. Placée en aval du manchon 8 sur le tube-support 7 du manchon, la bague transversale 9 comporte deux rebords plans 27 et 28, parallèles, s'étendant perpendiculairement à l'axe du tube-support, en délimitant entre eux un logement annulaire 29 dont le fond est constitué par une partie cylindrique 30 réunissant entre eux ces rebords 27 et 28. Ce logement 29 communique lui-même par des orifices 31 ménagés dans la pièce 30 avec une cavité 32, reliée par une tubulure 33 s'étendant parallèlement à l'axe du mandrin à l'atmosphère extérieure.Cette disposi#tion permet à la bague 9 de nouer en permanence le rible d'un organe d'étanchéité entre la gaine 4 qui glisse sur la périphérie des rebords 27 et 28 et un fluide de gonflage admis par l'intérieur du tube 7, ce fluide permettant à la gaine malgré son manque naturel de rigidité de conserver au-delà du mandrin 5 sa forme tubulaire . Le logement 29 étant en effet à la pression atmosphérique, inférieure à celle qui règne à l'intérieur de la gaine 4 en aval de la bague 9 l'étanchéité est en permanence maintenue sur cette bague, en évitant notamment les fuites excessives de fluide de gonflage et surtout le décollement non contrôlé de la gaine sur le manchon 8, avec les déformations locales qui en résulteraient. Le mandrin de calibrage selon l'invention se complète enfin au moyen de la pièce de guidage 10, située en aval de la bague 9 et du manchon 8, cette pièce 10 permettant d'assurer l'entraînement de la gaine 4 au fur et à mesure de sa sortie de la fente annulaire 3 de la tête 1 de l'extrudeuse. Cette pièce 10 dont la figure 3 illustre plus en détail une coupe transversale, comporte un corps 34 de forme légèrement oblonque en section droite présentant deux faces planes parallèles, respectivement 35 et 36, ces faces étant prévues pour venir coopérer avec deux rouleaux plats 37 et 38 qui pincent la gaine entre eux-mêmes et le corps 34, en permettant son entraînement de l'amont vers l'aval. Avantageusement, la surface externe du corps 34 porte un revêtement de "Téflon", amortissant le glissement de la gaine, sans risques de détérioration de cette dernière. Enfin, à l'extrémité du tube-support 7 est fixée une pièce 39 munie d'une attache 40 pour l'extrémité d'un câble 41 dont l'autre extrémité (non représentée) porte un bouchon d'étanchéité permettant en combinaison avec la bague 9 d'assurer la mise sous pression de la gaine et son gonflage par l'air admis dans celle-ci par l'intérieur du tube-support. Bien entendu, il va de soi que l'invention ne se limite nullement à l'exemple de réalisation plus spécialement décrit et représenté; elle en embrasse au contraire toutes les variantes. REVENDICATIONS 10) Mandrin de calibrage d'une gaine plastique, notamment pour tête de machine extrudeuse, caractérisé en ce qu'il comporte, monté sur un tube-support prolongeant la tête d'extrudeuse, un manchon coaxial comprenant une pluralité de couloirs continus fermés sur eux-mêmes et s'étendant dans des plans passant par l'axe du manchon, ces couloirs étant occupés par des billes métalliques débordant légèrement du contour apparent du manchon selon des génératrices parallèles à son axe et sur lesquelles glisse la gaine plastique. 20) Mandrin de calibrage selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque couloir de billes est délimité par deux flasques accolés, comportant chacun une rainure continue pour le logement des billes, ces flasques étant placés dans des rainures longitudinales ménagées dans l'épaisseur du manchon. 30) Mandrin de calibrage selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le manchon a la forme d'un prisme droit dont la section par un plan perpendiculaire à son axe est un polygone régulier, les couloirs de billes étant disposés dans des plans passant par les arêtes de ce prisme. 40) Mandrin de calibrage selon la revendication 1, caractérisé en ce que les couloirs de billes sont séparé s par des canaux indépendants, ménagés dans le corps du manchon et s'étendant parallèlement à son axe, ces canaux réservés au circuit d'un fluide liquide de refroidissement, débouchant aux extrémités du manchon dans deux collecteurs de distribution, délimités par des plaques perpendiculaires à l'axe du mandrin, percées pour le passage étanche du tube-support axial. 50) Mandrin de calibrage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le manchon comporte, montée sur le -tube-support et entretoisée en aval du manchon par rapport au sens de glissement de la gaine sur le mandrin, une bague transversale réalisant l'étanchéité de la gaine vers l'amont vis-à-vis d'un fluide de gonflage admis dans l'axe du mandrin, cette bague comprenant deux bords parallèles, perpendiculaires à l'axe du mandrin délimitant entre eux une gorge en creux réunie par un orifice calibré à un conduit de liaison reliant le manchon à l'atmosphère extérieure. 60) Mandrin de calibrage selon les revendications 1 et 5, caractérisé en ce que le tube-support comporte également, en aval de la bague transversale, une pièce de guidage, présentant deux faces externes planes, parallèles, coopérant extérieurement avec deux rouleaux d'entraînement de la gaine plastique pincée entre ces rouleaux et cette pièce.