Brevet FR2173233A1 — publié le 19731005

Cette invention concerne la fabrication de tubes ou tuyaux souples renforcés du type qui comporte un tressage de renforcement enroulé sur un tube souple . Il est connu de fabriquer de tels tubes en montant le tube souple ( qui peut être en caoutchouc naturel ou synthétique ou en une matière plastique convenable) sur un mandrin rigide, constitué par exemple par un tube d'acier cylindrique , et en le faisant passer dans un métier à tresser .Ce procédé présente certains inconvénients , dûs essentiellement aux difficultés de manipulation liées à l'utilisation d'un mandrin rigide qui rendent difficile la fabrication de tubes ou tuyaux ayant des longueurs suffisamment importantes Considérée sous l'un de ses aspects, la présente invention a pour objet un procédé de fabrication d'un tube ou tuyau souple renforcé , qui comporte un tressage de renforcement enroulé autour d'un tube souple , procédé qui consiste à enrouler le tressage sur le tube tandis que ce dernier est supporté sur un mandrin, lequel comporte un tube souple gonflé, d'un type convenable Un type de tube souple approprié pour être utilisé comme mandrin est un tube qui se dilate de façon approximativement uniforme sur toute sa longueur lorsqu'il est gonflé, de façon que le tube sur lequel les tresses sont enroulées conserve un diamètre approximativement constant .Un tube renforcé du type obtenu par le procédé de fabrication objet de la présente invention est particulièrement adapté à constituer le mandrin On comprendra que l'utilisation d'un tube souple pour consti- tuer le mandrin supprime ou réduit considérablement les difficultés dues à l'utilisation d'un mandrin rigide, en particulier du fait que les grandes longueurs du tube souple constituant le mandrin sont beaucoup plus faciles à manipuler ;; en outre, même si le tube souple, utilisé comme mandrin, est plus court que la longueur totale du tube à renforcer , les problèmes posés par le déplacement de ce dernier le long du mandrin sont considérablement diminués du fait que le tube formant le mandrin peut être dégonflé pendant que cette opération est effectuée Une utilisation importante et bien connue de tubes ou tuyaux renforcés du type précité est la réalisation de matrices gonflables et dégonflables pour former des espaces vides allongés dans des structures coulées telles que des structures en béton .Dans les tubes destinés à cet usage, le tube souple sur lequel le tressage est appliqué est en une matière élastique et une couche extérieure tubulai re en matière élastique ( telle que du caoutchouc naturel ou synthétique ou une matière plastique convenable) est appliquée audessus du tressage précité pour former un tube composite ayant une surface extérieure relativement lisse et perrnettre ainsi son utilisation pour des moulages .Une telle matrice ou gabarit sera appelé dans la description qui va suivre " du type précité" .Dans la fabrication d'un tel gabarit, la couche extérieure est appliquée sous forme de bandes enroulées en spirale par exemple de bandes de caoutchouc à l'état collant ou visqueux et doit ensuite être cuite ou vulcanisée .Au cours de la vulcanisation, cette couche extérieure doit être empochée de se dilater et ceci est en général effectué en enveloppant de façon serrée le tube composite ( encore monté sur un mandrin rigide) avec une ou plusieurs bandes de toile qui sont enlevées après la vulcanisation . Ce procédé présente l'inconvénient que des marques dites "marques des toiles" apparaissent sur la surface du tube terminé et que ces marques sont transférées aux moulages effectués avec ledit tube Considérée sous un autre de ses aspects, la présente invention a pour objet un procédé de vulcanisation de la couche tubulaire extérieure d'un tube composite lors de la fabrication d'un gabarit tubulaire renforcé gonflable du type précité , procédé de vulcanisation qui consiste à placer au moins une partie de la longueur du tube composite dans un bottier tubulaire rigide ayant une surface intérieure lisse, à gonfler ledit tube composite de sorte que sa surface extérieure soit comprimée contre l'intérieur dudit bottier et à vulcaniser ladite couche extérieure par application de chaleur tout en maintenant la pression Le bottier est de préférence en acier inoxydable et a une surface intérieure polie de façon à donner un fini extérieur très lisse au gabarit ou matrice Un tube composite de toute longueur désirée peut être cuit ou vulcanisé dans un bottier tubulaire relativement court en appliquant le procédé ci-dessus à des parties successives de la longueur du tube De préférence, le tube est gonflé par une pression de fluide qui agit directement sur ses parois,c1est-à-dire qu'il est lui-même directement gonflé ; alternativement , un mandrin gonflable peut être utilisé de la façon précédemment indiqué On comprendra,naturellement,que le tube souple renforcé sur le quel la couche tubulaire extérieure est appliquée pour former le tube composite précité peut ou non avoir été formé selon le procédé de la présente invention Il est bien évident également que le procédé de vulcanisation décrit est applicable aussi bien à un tube renforcé qu'à un tube non renforcé Considérée sous encore un autre de ses aspects,la présente invention a pour objet,dans un procédé de fabrication d'un tube ou tuyau non renforcé, un procédé de vulcanisation de la matière qui forme le tube, qui consiste à placer au moins une partie de la longueur dudit tube dans un bottier tubulaire rigide ayant une surface intérieure lisse, à gonfler ledit tube de façon que sa surface extérieure soit comprimée contre l'intérieur dudit bottier et à vulcaniser ladite matière par application de chaleur tout en maintenant la pression. Pour faciliter la compréhension de l'invention, on décrira maintenant des exemples de réalisation de l'invention Sur les dessins annexes: la Fig.l est une vue longitudinale, partie en coupe,d'un mandrin gonflable destiné à être utilisé pour la fabrication d'un tube souple renforcé selon le procédé de l'invention; la Fig.2 est une vue en coupe du mandrin suivant la ligne Il-Il de la Fig.l; la Fig.3 représente, avant vulcanisation, un gabarit tubulaire formé sur le mandrin représenté sur la Fig.l; la Fig.4 représente, en coupe, un montage de vulcanisation du gabarit tubulaire; la Fig.5 est une vue longitudinale schématique d'un autre système de vulcanisation du gabarit tubulaire. Sur les Fig.l et 2,on a représenté un mandrin 1 qui est complètement fermé par une partie venue de matière avec lui, à ltune de ses extrémités 2, et qui est muni à son autre extrémité d'une vanne 3 de gonflage .Le mandrin 1 comporte une enveloppe intérieure 4 en caoutchouc sur laquelle est appliquée une couche tressée 5 disposée de telle sorte que le mandrin 1 se dilate radialement d'une matière à peu près uniforme lorsqu'il est gonflé . La couche tressée 5 comporte une pluralité de tresses 6 qui comprennent chacune quatre fils individuels .L'angle entre chacun des fils des tresses 6 et une ligne imaginaire de la surface, parallèle à l'axe du mandrin, lorsque celui-ci est gonflé, doit être de préférence d'au moins 420.La couche tressée 5 est recouverte d'une couche extérieure de protection en caoutchouc 7 . Lorsque le mandrin 1 est gonflé, il se dilate radialement d'une manière pratiquement uniforme et se contracte longitudinalement. La Fig.3 montre la manière dont le mandrin est utilisé pour former un tube ou tuyau renforcé .Le mandrin 1 dégonflé est inséré dans un tube 8 encaoutchouc vulcanisé ou partiellement vulcanisé. Ce mandrin 1 est ensuite gonflé defaçon que la surface extérieure du tube 8 soit suffisamment dure et rigide pour qu t un tressage 9 puisse être enroulé sur elle , Typiquement, la pression dans le mandrin est une pression manométrique de 1 kg/cm2 à 8,fus t~cm2 selon le diamètre du mandrin à l'état gonflé. Le tube 8 et le mandrin 1 sont alors introduits dans un métier à tresser dans lequel le tressage 9 est appliqué selon ufle disposition similaire à celle décrite ci-dessus en se référant au mandrin 1 lui-même .Une couche extérieure 10 en caoutchouc en bande est ensuite appliquée sur la couche tressée 2. Le tube renforcé ou gabarit ainsi fabriqué qui comporte le tube 8, le tressage 9 et la couche extérieure 10 est ensuite vulcanisé suivant l'un de deux procédez . Selon un procédé, illustré par la Fig.4, le gabarit tubulaire et le mandrin 1 sont insérés dans un bottier comportant un tube creux 11 dont la surface intérieure est revêtue d'un agent de démoulage . Le tube 11 forme la paroi intérieure d'une chemise de vapeur dont la paroi extérieure est constituée par un tube 12. Le diamètre interne du tube 11 est supérieur au diamètre externe du tube renforcé-d'environ 3,2 mm. Le mandrin 1 est alors gonflé à une pression de 5,5 à 8,5 kg/cm2 et de la vapeur à une température d'environ 1480C est condensée dans la chemise de vapeur pendant 20 à 30 minutes , période au cours de laquelle le caoutchouc se vulcanise .Le mandrin 1 est ensuite dégonflé puis le tube vulcanisé et le mandrin sont retirés du bottier 11 . Pour empêcher que le mandrin 1 ne colle à l'intérieur du tube renforcé au cours de la vulcanisation, il est recommandé de traiter le mandrin avec un agent de démoulage avant son utilisation Selon l'autre procédé de vulcanisation du tube renforcé (voir Fig.5) le tube et le mandrin 1 sont tout d'abord inséré dans le bot- tier 11, puis le mandrin est enlevé.Le tube est alors gonflé par de l'air sous pression à partir de l'une de ses extrémité 13 pour repousser sa paroi vers l'extérieur contre la surface interne du bot- tier 11, une pince 14 étant fixée à l'autre extrémité du tube ren forcé pour empêcher que l'air ne s'échappe .Le tube renforcé est alors déplacé section par section à travers le bottier 11 et est vulcanisé section par section . Ce procédé est préférable pour la fabrication de tubes ou tuyaux de grande longueur, par exemple pour des longueurs supérieures à 18 m. Diverses variantes du procédé de fabrication décrit ci-dessus sont possibles .Par exemple, le mandrin 1 n'est pas nécessairement muni d'une couche extérieure de caoutchouc, la seule caractéristique essentielle du mandrin étant qu'il se dilate radialement d'une ma nière approximativement uniforme. Bien qu'il soit préférable d'utiliser un tube 8 préformé,par exemple extrudé,l'on doit noter que le tube 8 peut, selon une variante, être fabriqué en entourant du caoutchouc en bande autour du mandrin 1 et en vulcanisant la bande en mme temps que le reste du tube renforcé Les procédés de cuisson ou de vulcanisation décrits sont applicables à la plupart des formes de tubes ou tuyaux renforcés ou non renforcés notamment aux tuyaux en caoutchouc naturel et synthétique et ceux en certaines matières plastiques Le tube creux 11 utilisé pour former le bottier peut être en une seule pièce ou peut être en deux pièces de section semi-circulaire articulées l'une sur l'autre REVENDICATIONS 1 - Procédé de fabrication d'un tube souple renforcé compre nuant un tressage de renforcement enroulé sur un tube souple, caractérisé en ce qu'il consiste à enrouler le tressage sur le tube tandis que ledit tube est supporté sur un mandrin, ledit mandrin comportant un tube souple gonflable d'un type approprie, 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le mandrin est constitué par un tube souple renforcé qui comporte un tressage de renforcement enroulé sur un tube souple. 3 - Tube renforcé caractkrisé en ce qu'il est fabriqué par le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2. 4 - Procédé de fabrication d'un gabarit renforcé tubulaire gonflable, caractérisé en ce qu'on recouvre un tube renforcé souple d'une couche extérieure en une matière élastique, puis on vulcanise cette couche extérieure en plaçant au moins une partie de la longueur du tube composite dans un bottier tubulaire rigide de sorte que sa surface extérieure soit comprimée contre l'intérieur dudit bottier et à cuire ladite couche extérieure par l'application de chaleur tandis que la pression est maintenue. 5 - Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que le tube composite est gonflé par un fluide sous pression agissant directement sur lui. 6 - Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que le tube composite est gonflé par gonflage d'un mandrin support, constitué par un tube souple d'un type approprié. 7 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que le bottier est en acier inoxydable et comporte une surface intérieure polie. 8 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 4 à 7, caractérisé en ce que la chaleur est appliquée au moyen d'une chemise de vapeur entourant le bottier. 9 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 4 à 8, caractérisé en ce que des parties successives de la longueur du tube composite sont cuitesen déplaçant progressivement ledit tube à travers un bottier qui est plus court que lui. 10 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 4 à 9, caractérisé en ce que le tube souple renforcé sur lequel la couche extérieure est appliquée pour former le tube composite est formé selon un procédé suivant l'une des revendications 1 et 2. 11 - Gabarit tubulaire renforcé caractérisé en ce qu'il est fabriqué selon le procédé des revendications 4 à 10. 12 - Procédé de fabrication d'un tube non renforcé caractérisé en ce qu'on vulcanise la matière formant le tube en plaçant au moins une partie de la longueur de ce tube dans un bottier tubulaire rigide ayant une surface intérieure lisse, à gonfler ledit tube de sorte que sa surface extérieure soit comprimée contre l'intérieur dudit boîtier et à cuire ladite matière par application de chaleur tout en maintenant la pression.