Brevet FR2268615A1 — publié le 19751121

La présente invention concerne une machine à fabriquer les tuyaux et plus particulièrernent des tuyaux en résine renforcée. Pour fabriquer des tuyaux en résine renforcée, c'est à dire des tuyaux qui sont renforcés en enroulant d'une manière continue des filaments autour des tuyaux, et pour fabriquer des tuyaux isolants qui comprennent un matériau isolant cellulaire, tels que les tuyaux en "teratont, on a déjå proposé des machines å mandrin unique. Les étapes de la fabrication se déroulent l'une après l'autre ce qui entratne une perte de temps entre les différentes étapes pendent la préparation de la machine pour l'étape suivante. Un objet de l'invention consiste å prévoir une machine perfectionnée destinée à la fabrication de tuyaux qui permet de réduire la durée de la fabrication. Suivant une caractéristique de l'invention, il est prévu une machine & fabriquer des tuyaux qui comprend une tourelle et plusieurs mandrins disposés radialement par rapport à la tourelle, celle-ci pouvant tourner en entratnant les mandrins de manière qu'ils passent sur plusieurs postes de travail successifs chaque mandrin pouvant tourner autour de son axe longitudinal. Les mandrins sont de préférence dans un plan horizontal et sont embrochés. A l'un des postes de travail au moins il est de préférence prévu un support pour maintenir l'extrémité libre du mandrin, le support comportant une contre-coupée qui peut venir engager l'extrémité du mandrin pour le positionner avec précision. De préférence la machine comprend une hotte d'aspiration qui peut s'adapter au mandrin, chaque poste de travail étant nami ou non d'une telle hotte. A l'un des postes de travail au moins il est prévu de préférence un banc de travail comportant un chariot qui peut être déplacé le long du banc pour faciliter la phase de la fabrication & mettre en oeuvre d ce poste de travail. De préférence des moyens sont prévus pour retirer automatiquemeit les tuyaux terminés des mandrins, ces moyens étant adaptés pour pousser sur les tuyaux en les retirant des mandrins et fonctionnant à l'air comprimé. Come on le sait, la fabrication des tuyaux et plus particulièreeent des tuyaux en résine renforcée pose le problème du retrait des tuyaux du moule ou du mandrin qui est généralement cylindrique bien que l'on ait déjà proposé d'autres formes pratiquement semblables ayant une section constante ou légèrement conique vers l'extrémité par laquelle on retire le tuyau. Quand les tuyaux finis ne présentent aucune perforation transversalement, on les retire du moule ou du mandrin de préférence en envoyant de l'air à partir de l'intérieur du Moule entre la paroi d'extrémité du Moule et l'enveloppe formée par le tuyau fini si bien que celui-ci est éjecté sous pression. Dans la suite "mandrin" désignera des mandrins, des moules, etc. Cependant, quand les tuyaux finis sont ouverts à leur extrémité, le problème est beaucoup plus compliqué et n'est pas résolu simplement. On a maintenant trouvé que dans ce c#ap,il y a avantage à construire en deux parties un mandrin à section pratiquement constante. Plus particulièrement ce mandrin comprend un corps à enveloppe pratiquement cylindrique pourvu d'un chapeau d'extrémité amovible qui forme une chambre d'expansion hermétique entre le corps et une paroi du mandrin de manière à permettre l'éjection du tuyau fini en agmentant la pression dans ladite chambre d'expansion, ce qui est fait en y introduisant un fluide, de préférence de l'air comprimé. Suivant une caractéristique de l'invention, il est donc prévu un dispositif d'éjection de tuyaux en résine renforcée, de mandrin à section pratiquement uniforme, ce dispositif comprenant un corps rigide de section pratiquement uniforme défini par une paroi mobile et des moyens pour appliquer une pression à l'extrémité du tuyau par l'intérieur dudit corps pour éjecter le tuyau, la paroi mobile étant telle qu'elle rend le corps hermétique et qu'elle est déplacée, sous l'action de ladite pression en entratnant le tuyau. Dans la suite par "tuyaux" on désigne des tuyaux, des tubes et des objets de forme similaire. Dans le dispositif de 11 invention, lesdits moyens destinés à appliquer la pression sont de préférence des moyens permettant d'augmenter la pression de l'air dans le corps. Suivant une autre caractéristique de l'invention, il est prévu un ensemble de mandrins pourvus de dispositifs pour éjecter les tuyaux de ces mandrins, cet ensemble comprenant un ou plusieurs mandrins à section pratiquement uniforme, chaque mandrin comportant une chambre définie par un chapeau fixé sans Outre serré à l'extrémité du mandrin , une enceinte rigide de section sensiblement uniforme, et une cloison séparant l'enceinte du reste du mandrin et rendant la chambre hermétique quand l'extrémité du tuyau recouvre par dessus la chambre une partie du chapeau, et des moyens pour appliquer une pression à ladite extrémité du tuyau à partir de l'intérieur de la chambre pour déplacer le chapeau et éjecter le tuyau du mandrin. Dans cet ensemble, le chapeau est monté de manière que sous l'influence d'une augmentation de la pression de l'air à l'intérieur de la chambre, il se détache du mandrin et entratne le tuyau, lesdits moyens d'application de la pression étant de préférence des moyens pour augmenter la pression de l'air dans la zone du chapeau et comprenant de préférence un ou plusieurs conduits d'alimentation en air. De préférence le mandrin est sensiblement cylindrique ou légèrement conique vers l'extrémité par laquelle le tuyau est éjecté. Il peut avoir une forme pratiquenent tronconique. Quand le dispositif de l'invention est utilisé, le chapeau agit coume la ttte d'un piston et la chambre coté une chambre de piston au Moment où le tuyau est en cours d'éjection. Le tuyau fini est accroché au chapeau par construction, particulièrement en ce qui concerne la fabrication de la partie du tuyau dans la région de l'extrieité du mandrin et du chapeau mobile, de manière que l'introduction d'air comprimé dans la chambre fait sortir le chapeau vers l'extérieur du mandrin en entratnant le tuyau fini qui glisse hors du mandrin, le glissement du tuyau serré sur le mandrin, particulièrement sur sa partie cylindrique, maintenant la chambre d'expansion hermétique sous pression. Ainsi, on forme un système à piston d'éjection classique en considérant le chapeau associé au tuyau fini. Des moyens d'entratnement sont prévus à l'intérieur de la tourelle pour faire tourner les mandrins autour de leurs axes longitudinaux. A noter que, quand un mandrin a fait un tour complet (c'est à dire a couvert 36C), il revient au premier poste de travail et est ainsi prtt pour un nouveau cycle de fabrication. Le nombre des mandrins est de préférence le Stme que celui des postes de travail, c'est à dire que s'il y a quatre postes de travail, on a de préférence quatre mandrins, de manière qu'en cours de fonctionnement de la Machine, un tuyau fini est produit à chaque fois que la tourelle fait un quart de tour. La machine de l'invention peut titre utilisée pour fournir des tuyaux comportant plusieurs couches différentes d'un Mmmee matériau ou de maténaux différents, par exemple une couche de base de résine renforcée avec du verre, une seconde couche en matériau isolant tel qu'un polyuréthane et une troisième couche de résine renforcée avec du verre. La machine peut être utilisée suivant le procédé d'enroulement de filaments dans lequel des filaments continus sont enroulés autour de la couche de base en résine renforcée ou bien pour fabriquer des tuyaux du type "reraton" dans lesquels on utilise au moins une couche de résine renforcée avec du verre,par exemple une résine de polyester renforcé avec du verre et au moins une couche de matériau isolant cellulaire, par exemple un polyuréthane expansé. D'autres caractéristiques de la présente invention apparattront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un exemple de réalisation, ladite description étant faite en relation avec les dessins joints, parmi lesquels: la Fig. 1 est une vue en perspective d'une machine à fabriquer des tuyaux, la Fig. 2 est une vue en perspective d'un chariot et d'une partie d'un banc situé à l'un des postes de travail de la machine, la Fig. 3 est une vue en perspective d'une tourelle qui supporte quatre mandrins, des bancs étant montrés au-dessous de la tourelle, la Fig. 4 est une vue en perspective d'un dispositif d'accrochage autosltique pour contre-couper adaptée au mandrin, ce dispositif étant légèrement différent de celui montré à la Fig. 1, la Fig. 5 est une vue en coupe axiale d'un mandrin embroché pourvu d'un dispositif d'éjection de tuyau, la Fig. 6 est une vue en coupe radiale suivant la ligne X-X de la Fig. 5, et lä Flg. 7 est une, vue schématique en perspective d'une extrémité du mandrin montré à la Fig. 5, faisant apparattre un tube fini monté sur le mandrin, ce tube devant être éjecté. La machine à fabriquer des tuyaux montrée à la Fig, 1 comprend une tourelle 12 qui peut tourner autour d'un axe vertical. Quatre mandrins cylindriques 5 également espacés angulairement forment des rayons à partir de la tourelle. Chaque mandrin est montré à un poste de travail, ces postes étant indiqués par À, B, C et D. Le nombre des postes de travail est le m8me que celui des mandrins. Aux postes de travail A et B, chaque mandrin est engagé automatiquement avec une contre-coupée monterespectivement sur un support 4 ou 4'. A noter que d'autres contre-coupées peuvent être prévues en plus de celle montrée par exemple pour etre engagé~ avec un mandrin au poste de travail C. Une forme particulière d'une contre-coupée sera décrite avec plus de détails dans la suite en relation avec la Fig. 4. Deux bancs de travail 1 et 1' s'étendant radialement par rapport à la tourelle 12, sont prévus aucpostes de travail A et B. A noter que d'autres bancs sont prévus en plus de ceux montrés, par exemple au poste de travail C. Le land 1 comprend un chariot 2 qui peut courir le long du banc et etre utilisé dans la première étape de fabrication tandis que le banc 1' comporte un chariot 3 qui est utilisa au cours de la seconde étape de la fabrication.Si l'on considère par exemple la fabrication de tuyau obtenue par "enroulement de filaments", qui utilise des filaments continus enroulés autour d'une couche de base de résina renforcées, toutes les opérations de pre-enroulements sont mises en oeuvre au poste A, c'est à dire l'enroulement d'un ruban séparateur 6 autour du mandrin suivi par la pulvérisation d'une résine durcissable , telle qu'une résine polyester qui est renforcée avec des fragments ou des fibres de verre. Au poste B, toutes les opérations d'enroulement proprement dites sont mises en oeuvre en enroulant des filaments 7 tirés des bobines 8. Au poste C, on réalise diverses opérations manuelles de finition et au poste D, le tuyau terminé est enlevé du mandrin à l'aide du chariot support 10.Les moyens utilisés pour enlever le tube terminé du mandrin sont montrés plus en détail dans les Figs. 5, 6 et 7. Ces moyens comprennent une tette actionnée par de l'air comprimé pour pousser le tuyau hors du mandrin. Une hotte d'aspiration 9 est prévu au poste de travail C et recouvre tous les mandrins qui se trouvent successivement dans cette position. La hotte 9 aide à retirer les vapeurs de la résine. Bien que l'on ait décrit l'utilisation d'une hotte uniquement à un poste de travail, des hottes d'aspiration peuvent être utilisées sur d'autres postes de travail,on peut également prévoir une hotte d'aspiration par mandrin qui suit celui-ci quand il passe dtun poste de travail à un autre. Un panneau de commande de la machine est de préférence placé à une distance de cefle-ci tel que'un seul opérateur puisse covsander les étapes de la fabrication. O6pendant les commandes sont de préférence dupliquées à chaque étape de fabrication, ces commandes étant par exemple placées sur le chariot ou le banc associés au poste de travail. On peut voir que le cycle complet de la fabrication d'un tuyau entrasse que chaque mandrin fasse un tour complet autour de la tourelle 12. La tourelle 12 est munie d'engrenages de manière que les mandrins puissent tourner autour de l'axe vertical de la tourelle et que chaque mandrin 5 puisse tourner d'une manière indépendante autour de son axe longitudinal. Les chariots 2 et 3 peuvent respectivement se mouvoir sur les bancs 1 et 1' au moyen de chaînes ou d'autres moyens convenables. Si l'on se réfère maintenant plus particulièrement à la Fig. 4, il apparatt que le support 4 est pourvu de moyens pour attacher et détacher automatiquement une contre-coupée 15 en utilisant un piston travaillant dans un cylindre 16 actionnant un levier de commande de vitesse 17. Le support 4 peut Etre déplacé tangentiellement sur les guides 13 et diffère un peu des supports montrés à la Fig. 1. La machine montrée peut etre utilisée pour fabriquer d'autres types de tuyau que ceux qui viennent d'être décrits et notamment pour fabriquer des tuyaux "Keratonw dans lesquels on a une couche de base de résine renforcée appliquée au poste A, une couche non conductrice de matériau isolant, par exemple de polyuréthane expansé appliqué au poste B, et une couche de revêtement de résine renforcée appliqué au poste C. Au poste D, les tuyaux terminés sont enlevés des mandrins. Co# il apparatt des Figs. 5, 6 et 7, un mandrin 5 comporte une enveloppe cylindrique 18 en tale d'acier assemblée à l'intérieur au moyen d'une structure en réseaux 19. A une extrémité, le mandrin comporte une bride épaisse 20 permettant de l'attacher à un support correspondant de la tourelle 12 tandis qu'a son autre extrémité la mandrin comporte une tEte bombée 21 contenant une chambre interne hermétique 22 définit par une cloison 23 en forme de coquille et soudée à l'enveloppe 18. La tette bombée 21 comprend une coquille mobile et peut être facilement enlevée en desserrant l'écrou 15, Quand on utilise le mandrin, une conduite 24 placée dans l'axe du mandrin alimente en air comprimé la chambre interne 22. La conduite 24 peut évidemment etre placée différemment. Le procédé de retrait d'un tuyau (ou d'un objet similaire) d'un mandrin au poste B est le suivant: un tuyau fini il a son bord qui dépasse la ligne de contact entre la coquille mobile de la tête 21, Fig. 7, et ltenveloppe cylindrique 18, Figs. 5 et 6. L'écrou 15, Fig. 5, est desserré et remplacé par une broche. On envoie de l'air comprimé dans la chambre 22 par la conduite 24. En conséquence le chapeau 21 est poussé en avant en entratnant dans son mouvement le tuyau fini 11. Le tuyau 11 glisse librement sur l'enveloppe 18 et intervient pour former un scellement pratiquement hermétique entre l'enveloppe 18 et l'intérieur du mandrin jusqu'à ce que le tuyau soit éjecté du moule. Dans le cas de la fabrication de tuyaux "reraton" la seule modification a apporter à la machine de la Fig. 1 consiste à prévoir au poste B un chariot courant sur la banc et permettant l'application du polyuréthane expansé. Bien que les principes de la présente invention aient été décrits ci-dessus en relation avec un exemple particulier de réalisation, il faut comprendre que ladite description n'a été faite qu'à titre d'exemple et ne limite par la portée de l'invention. REVENDICATIONS 1. tchine à fabriquer les tuyaux caractérisée en ce qu'elle comprend une touselle et plusieurs mandrins disposés radialement par rapport à la tourelle, celle-ci pouvant tourner en entratnant le mandrin de tanière qu'il passe sur plusieurs postes de travail successifs, chaque mandrin pouvant tourner autour de son axe longitudinal et étant de préférence dans un plan horizontal et embroché. 2. Tchine suivant la revendication 1, caractérisée en ce qu'à l'un des postes de travail au noirs, il est prévu un support pour maintenir l'extrémité libre du mandrin, le support comportant une contre-coupée qui est engagée avec l'extrémité du mandrin pour le positionner avec précision. 3. Hachine suivant la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce qu'elle comprend une hotte d'aspiration qui peut s'adapter au mandrin, chaque poste de travail étant uni ou non d'une telle hotte. 4. Tchine suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'à l'un des postes de travail au moins, il est prévu un banc de travail comportant un chariot qui peut etre déplacé le long du banc pour faciliter-la phase de fabrication à mettre en Oeuvre à ce poste de travail. 5. tchine suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce quelle coMprend des 'oyens d'éjection qui sont prévus pour retirer automatiquement les tuyaux terminés des mandrins ces moyens étant adaptés pour pousser sur les tuyaux en les retirant des mandrins et fonctionnant à l'air comprimé. 6. tchine suivant la revendication 5, caractérisée en ce que lesdits moyens d'éjection sont constitués par un dispositif d'éjection de tuyaux, ce dispositif comprenant un corps rigide de section pratiquement uniforme défini par une paroi mobile et des moyens pour appliquer une pression à l'extrémité des tuyaux par l'intérieur dudit corps pour éjecter le tuyau, la paroi mobile étant telle qu'elle rend le corps hermétique et quelle est déplacée sous l'action de ladite pression en entratnant le tuyau. 7. Tchine suivant la revendication 5 ou 6, caractéris# en ce que chaque mandrin comporte une chambre définie par un chapeau fixé, sans être serré à l'extrémité du mandrin, une enceinte rigide de section sensiblement uniforme, et une cloison séparant l'enceinte du reste du mandrin et rendant la chambre hermétique quand l'extrémité du tuyau rccouvrc par-dessus la chambre du chapeau, et des aoyens pour appliquer une pression d'air à ladite extrémité du tuyau à partir de l'intérieur de la chambre pour déplacer le chapeau et éjecter le tuyau du mandrin. 8. Machine suivant l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que les mandrins ont une section circulaire constante. 9. Tchine suivant l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que les mandrins sont légèrement coniques vers l'extrémité par laquelle le tuyau est éjecté.