Brevet FR2220365A1 — publié le 19741004

La présente invention, qui résulte des recherches de Messieurs Victor MAITRE et Gilbert LATAIX, a pour objet un procédé de réalisation d'un tube souple par surmoulage d'une tête sur l'extrémité d'une jupe en laminé métal - thermoplastique, un outillage pour la mise en oeuvre du procédé, ainsi que les tubes obtenus. Elle concerne le secteur des tubes souples dont le contenu est expulsé par déformation permanente. Un tube souple comprend une jupe cylindrique ou tronconique comportant une extrémité supérieure munie d'une ttte distributrice, et une extrémité inférieure fermée après remplissage. Les tubes souples considérés ont une jupe cylindrique constituée en un laminé comprenant au moins une feuille métallique et deux feuilles de matière thermoplastique, les feuilles métalliques et les feuilles thermoplastiques étant placées alternativement l'une sur l'autre, les couches extérieures étant obligatoirement constituées par des feuilles thermoplastiques. La jupe de tube souple comprend un joint longitudinal à recouvrement constitué- par une partie recouvrante intérieure dont la face extérieure est intimement liée à la face intérieure de la partie recouvrante extérieure.La liaison est opérée par application de chaleur et d'une pression aux parties recouvrantes, de façon qu' une partie de la matière thermoplastique des feuilles flue depuis la zone de recouvrement vers les zones voisines, provoquant ainsi une réduction de l'épaisseur de la zone de recouvrement et l'apparition de bourrelets de matière thermoplastique prolongeant les tranches des parties recouvrantes.Une telle jupe de tube souple est décrite par le brevet français NO 1.440.935 d1American Can Co. La tête est formée par surmoulage et soudée sur la feuille thermoplastique intérieure du laminé constituant la jupe, ainsi qu'il est expliqué dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique NO 2.673.374, au nom d'André STRAHM. Ce procédé présente l'inconvénient de laisser libre la tranche des feuilles métalliques. Ces dernières, non protégées par les feuilles plastiques, sont sujettes à la corrosion. L'objet de l'invention est un procédé de réalisation d'un tube souple par surmoulage d'une tete sur l'extrémité d'une jupe en laminé métal-thermoplastique, qui pallie cet inconvénient en permettant une protection totale de la tranche des feuilles métalliques. L'invention a également pour objet un outillage pour la réalisation de tubes à jupe cylindrique par la mise en oeuvre de ce procédé, ainsi que les tubes obtenus. Dans le procédé selon l'invention, on préenroule sur au moins 1800,mais moins de 3600, ltextrémité de la jupe vers l'intérieur de cette dernière, avant d'y surmouler la tête de tube. L'outillage selon l'invention comprend un poinçon cylindrique dont la paroi extérieure reproduit la paroi intérieure de l'ensemble de la jupe et de la tete à former, et une matrice présentant, à sa base, une zone cylindrique å jeu réduit surmontée d'une zone de moulage. Le poinçon est entouré d'une chemise munie, à sa base, d'un épaulement constituant une butée pour l'extrémité inférieure de la jupe. Le -diamètre extérieur du poinçon est légèrement supérieur au diamètre intérieur de la jupe. Une zone d'enroulement et de raccordement est prévue sur la matrice, entre la zone cylindrique et la zone de moulage, cette zone d'enroulement comprenant un évidement semi-torique. Un enfileur assure le transfert de la jupe sur le poinçon. L'invention ainsi définie est expliquée à l'aide d'un exemple de réalisation illustré par les figures jointes. La figure 1 représente, en coupe, un exemple de laminé permettant la fabrication de la jupe. La figure 2 représente un tube terminé, rempli et fermé, vu latéralement. La figure 3 représente la tête de tube fixée sur la jupe ; la figure 4 représente, plus en détail, la zone de raccordement, tandis que la figure 5 représente la fermeture de la partie inférieure de la jupe. La figure 6 représente l'outillage de surmoulage, la tartie située à droite de l'axe représentant en position haute la aatrice que la partie située à gauche de l'axe représente en position basse, après roulage du haut de la jupe et avant injection de matière thermoplastique. Les figures 7 et 8 illustrent des détails de la figure 6. La figure 9 représente l'enfileur. Les figures 3 à 9 sont des coupes par des plans axiaux verticaux. Sur ces figures les mêmes éléments sont désignés par les mêmes repères. Le laminé à partir duquel sont réalisés les tubes souples est du type métallo-thermoplastique, comprenant au moins une Suil- le métallique, par exemple en aluminium, prise entre deux feuilles thermoplastiques, par exemple en polyéthylène. Le laminé peut comprendre davantage de couches, la feuille métallique pouvant être remplacée par exemple par deux feuilles métalliques liées par une feuille thermoplastique, I1 peut également comprendre une couche métallique revetue,sur une de ses faces dtune couche thermoplastique et sur l'autre face, généralement celle qui constitue l'extérieur du tube, de plusieurs couches thermoplastiques, ou encore une couche métallique revêtue, sur chacune de ses deux faces, de plusieurs couches thermoplastiques. La figure 1 représente, à titre d'exemple, un laminé (1) comprenant une feuille d'aluminium (2) revêtue, sur chacune de ses faces, d'une couche (3) i (4) d'un copolymère de polyéthylène et d'une couche (5) - (6) de polyéthylène. La face destinée à constituer l'extérieur du tube est revêtue d'une deuxième couche (7) de polyéthylène, d'épaisseur supérieure å celle de la couche (5) qui la précède, cette couche extérieure pouvant être déposée, soit sur le laminé avant la fabrication du tube, soit sur la jupe du tube terminé, avant remplissage et fermeture. Cette couche extérieure peut être omise. Le tube souple (8) que représentent les figures 2 et 3 est constitué a partir d'un laminé (13)comprenant une feuille d'aluminium (10) revêtue d'une couche externe (11) et d'une couche Interne (12) en polymère d'éthylène. Ce tube (8) comprend une jupe (9) cylindrique obtenue par soudage du laminé selon un joint longitudinal (14) dont l'une des extrémités est munie d'une tête distributrice (15) et dont l'autre extrémité est fermée, après remplissage par un- joint transversal (16). La tête (15) est surmoulée sur l'extrémité de la jupe (9) préroulée vers l'intérieur de cette dernière sur au moins 1800 mais moins de 360 , ainsi que l'illustre la figure 4. Ce préenroulage permet de protéger la tranche de l'ex- trémité du laminé et d'éviter tout contact de la feuille d'aluminium, par sa tranche, avec le milieu environnant le tube. L'outillage permettant le surmoulage de la tête (15) sur la jupe cylindrique (9) comprend (figure 6) un élément support qui comporte un poinçon cylindrique (17) monté sur une base (18) portant également une chemise (19) entourant le poinçon. La paroi extérieure de ce dernier reproduit la paroi intérieure de l'ensemble de la jupe (9) et de la tête (15) après surmoulage Le diamètre du poincon(l7) est très légèrement supérieur au diamètre intérieur de la jupe. La chemise (19) présente un diamètre intérieur nettement supérieur au diamètre extérieur du poinçon et à celui de la jupe, mais elle est munie, à sa base, d'un épaulement (20) au voisinage duquel ce jeu entre le poinçon et la chemise est réduit : cet épaulement sert de butée basse à la jupe (9). ove cet élément support peuvent coopérer successivement un enfileur (21) dont le rôle est de mettre-en place la jupe 19) sur le poinçon(17), et une matrice (22) réalisant le surmoulage proprement dit. L'enfileur (21) comprend (figure o)un cylindre (23)de vérin pneumatique dans lequel peut se déplacer un piston(24).Ce dernier est prolongé par un-supportt25) sur lequel peut etre enfilée la jupe cylindrique(9).Le cylindre comprend une prise d'air (26) communiquant avec l'espace intérieur(27)du cylindre(23) situé au- dessus du piston(24) Le piston (24) et le support (25) sont munis d'un perçage central (28) communiquant avec des anaux (2s) débouchant sur la paroi latérale du support et permettant de gonfler la jupe (9). L'extrémité inférieure (30) du support (25) correspond à l'extrémité supérieure (31) du poinçon (17), de sorte que ces deux éléments peuvent venir en contact étroit lorsque l'enfileur descend sur l'élément support. La matrice (22) comprend (figures 6 et 8), de bas en haut : une base (32) susceptible de se poser sur l'extrémité supérieure (33) de la chemise (19), une zone tronconique (34) dans laquelle le jeu entre la paroi intérieure de la matrice et la paroi extérieure du poinçon se réduit progressivement, une zone cyl-n- drique (35) où le même jeu est très réduit, de façon a maintenir la jupe 9) . Cette zone cylindrique est surmontée d'une zone d'enroulement et de raccordement (36) comprenant un évidement semi-torique (37) de rayon "r",dont le centre est situé à une distance "e" de la paroi de la zone cylindrique, cet évidement étant raccordé à cette dernière par une partie tronconique (38) d'angle " a ".La zone d'enroulement (36) est surmontée d'une zone(39) de moulage de la tête et d'un canal d'amenée (40). La matrice est refroidie par circulation d'eau (43), ainsi que le poinçon. Le fonctionnement de l'outillage est le suivant L'enfileur (21) assure le transfert de la jupe (9 ) sur le poinçon (17). A cet effet, de l'air comprimé est injecté dans la prise d'air (26), provoquant ainsi (figure 9) la sortie du pis (9) ton (24) et du support (25). La jupe est mise en place sur ce der- nier ; l'air comprimé sortant des canaux (29) en assure à la fois le gonflement et le maintien. Le cylindre (23) est alors amené audessus de l'élément support (17 - 18 - l9),puis abaissé de façon que l'extrémité inférieure (30) du support (25) vienne au contact de l'extrémité supérieure (31) du poinçon (17).Le mouvement vers le bas du cylindre (23) se poursuit alors, le piston (25) demeurant immobile, de sorte que la base (41) du cylindre (23) chasse la jupe (9), la faisant descendre sur le poinçon (17), jusqu'à ce qu'elle vienne en butée sur l'épaulement (20) de la chemise(19), selon la figure 7. L'arrivée d'air comprimé dans la prise (26) est alors interrompue, de sorte que la jupe (g) reprend son diamètre primitif et s'applique fortement sur le poinçon (17),de diamètre légèrement supérieur, puis l'enfileur (21) est retiré. La matrice (22) est alors amenée au-dessus de l'élément support (17 - 18 - 19), selon la partie de droite de la figure 6. Elle est ensuite abaissée sur cet élément support : la partie supérieure (42) de la jupe (9 ) pénètre alors dans la zone d'enroulement et de raccordement (36), où elle est d'abord inclinée vers l'intérieur par la partie tronconique (38), puis roulée dans l'évidement semi-torique (37), ainsi que l'illustrent la partie gauche de la figure 6 et la figure 8. il ne reste plus qu'à in jecter par le canal d'amenée (40) le matériau devant constituer la tête, et à en assurer le refroidissement par passage d'eau dans les circuits (43) prévus à cet effet. L'appareil est, de préférence, réalisé en acier inoxvda- ble mais, coi#iue il n'est pas soumis à des contraintes mécaniques et thermiques importantes, il peut être constitué en d'autres métaux,tels que le cuivre, le laiton ou certains alliages d'aluminium. Dans une réalisation citée d titre d'exemple, la jupe cylindrique ( 9) a un diamètre intérieur de 34,5 mm, le diamètre extérieur du poinçon (17) étant de 34,9 mm. La hauteur de la jupe est, avant enroulement, de h 1 = 93 mm et, après enroulement, de h 2 = 89 nm. L'angle de la partie tronconique (38) de la zone d'enroulement (36) est z a = 150, le rayon de#l'évidement semitorique (37) est : r = 1 mm, et la distance du centre de l'évidement (37) à la paroi de la zone cylindrique (35)de la matrice a pour valeur : e = 1,5 mm. L'invention s'applique à la réalisation de tubes souples par moulage d'une tête sur l'extrémité d'une jupe en laminé métal - thermoplastique. Elle s'applique plus particulièrement à la réalisation de tubes utilisés dans les aérosols double - flux, ces flux réagissant l'un sur l'autre et demandant à être séparés totalement avant utilisation. La feuille d'aluminium recouverte par certaines matières thermoplastiques présente des propriétés convenant à cette utilisation, à condition que la feuille d'aluminium, attaquable par le flux externe, soit protégée sur sa tranche par le fluage de la matière thermoplastique obtenue par le procédé décrit. REVENDICATIONS 1) - Un procédé de réalisation d'un tube souple par surmoulage d'une tête sur l'extrémité d'une jupe en laminé métal-Ehermoplas- tique, permettant une protection totale de la tranche des feuilles métalliques, et caractérisé en ce que l'on préenroule sur au moins 1803 mais moins de 3600 l'extrémité de la jupe vers l'intérieur de cette dernière, avant d'y surmouler la tête de tube. 2) - Un outillage pour la réalisation de tubes à jupe cylindrique par la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, qui comprend un poinçon cylindrique (17) dont la paroi extérieure reproduit la paroi intérieure de l'ensemble de la jupe (9) et de la tête (15) à former, et une matrice (22) présentant, à sa base, une zone cylindrique (35) à jeu réduit surmontée d'une zone de moulage (34 - 39), et qui est caractérisé, d'une part en ce que le poinçon (17) est entouré d'une chemise (19) munie à sa base d'un épaulement (20) constituant une butée pour l'extrémité inférieure de la jupe (9)let que le diamètre extérieur du poin çon (17) est légèrement supérieur au diamètre intérieur de la jupe (9 ), d'autre part par une zone d'enroulement et de raccordement (36) prévue sur la matrice entre la zone cylindrique (35) et la zone de moulage ( 34 - 39), cette zone d'enroulement (36) comprenant un évidement semi-torique (37), et par un enfileur (21) assurant le transfert de la jupe ( 9) sur le poincon (17). 3) - Un outillage selon la revendication 2, caractérisé en ce que la zone d'enroulement et de raccordement (36) de la matrice (22) comprend une partie tronconique située entre la zone cylindrique (35) et l'évidement (37). 4) - Un outillage selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'enfileur (21) comprend un cylindre pneumatique (23) dans lequel peut se mouvoir un piston (24) prolongé par un support(25) susceptible de recevoir la jupe (9;, le cylindre (23) présentant une base (41) susceptible de pousser la jupe ( 9 5 depuis le support (25) sur le poinçon (17), des canaux d'amenée d'air (28-29) reliés à l'espace intérieur (27) du cylindre (23) débouchant sur la paroi latérale du support (25) afin d'y maintenir, tout en la gonflant, la jupe (9). 5) - Les tubes fabriqués par la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1 ou par l'outillage selon l'une des revendications 2 à 4.