Brevet FR2306821A1 — publié le 19761105

La présente invention concerne les tubes ou articles ronds analogues obtenus par enroulement sur un mandrin de ìla- ments imprégnés d'un liant ou matrice durcissable tel qu'une résine thermodurcissable. Dans la séquence de fabrication de tubes composites obtenus par enroulement, la phase d'élaboration du système de raccordement à prévoir as extrémités dos tubes est souvent la plus longue, ainsi que celle qui nécessite le plus de maind'oeuvre qualifiée. Ces raccordements font appel à des opérations d'usinage, géneratrices de poussières qui usent les outils et les machines. C'est le cas notamment lorsque lton veut obtenir des extrémités coniques, cylindriques, filetées ou non. Pour cela on travaille soit avec des outils de forme (meules, fraises, etc ...), oubien sur des tours à fileter. Ces méthodes classiques sont peu adaptées à la production en grande série de tubes munis deleur dispositif de raccordement. L'invention vise à éviter un tel usinage des extrémités de tube en proposant d'effectuer le façonnage de chaque extremité après enroulement sur le, mandrin des filaments imprégnés mais avant durcissement de la matrice d'imprégnation, l'opération de façonnage consistant de préférence en un moulage par compression de ladite extrémité à l'aide d'un moule en au moins deux parties complémentaires reproduisant le profil désiré. De la sorte, on évite l'enlèvement de matière durcie et abrasive, tout en utilisant une partie importante de l'extrémité de l'enroule- ment, normalement considérée comme chute. Par la réduction de l'usinage, le procédé permet une fabrication plus rapide et ainsi moins comateuse. Dans une variante interessante, l'opération de moulage par compression est conduite après apport sur l'extrémité de l'enroulement envisagé d'un matériau chargé durcissable compatible avec la matrice imprégnant les filaments. L'invention VISO éCalerfent un moule pour ia mise en oeuvre du procédé ci-dessus, le moule étant caractérisé en ce qu'il comporte deux ou plusieurs parties con#lémentaires formant une pretrière cavité destinée à reproduire le profil désiré pour ltextrémité de'l'enroulement et une deuxième cavité destinée à épouser le profil du mandrin sur lequel cet enroulement est formé de manière à permettre le centrage du moule sur le l;alldrin:: L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre et qui se réfère aux dessins ci-ansie- xés dans lesquels l'unique figure est une vue en perspective illustrant la phase essentielle du procédé selon l'invention. Sur la figure,la référence 10 désigne une ébauche de forme générale tubulaire, ou,#plus généralement, ronde, obtenue par enroulement autour d'un mandrin 12 de filaments imprégnés d'une matrice durcissable telle qu'une résine thermodurcissable. La fabrication de l'ébauche 10 est réalisée à l'aide d'une machine d'enroulement classique (non représentée) dans laquelle le mandrin 12 est entrainé en rotation autour de son axe tandis qu'un chariot guide-fil animé d'un mouvement de va et vient le long du mandrin régularise l'enroulement sur celui-ci des filaments imprégnés en couches successives selon toute loi appropriée. Comme précisé dans l'introduction, le problème est de réaliser à chaque extrémité du tube enroulé les systèmes de raccordements choisis tels que filets, gorge ou épaulement annulaire, portée conique etc... Selon l'iilvention, on façonne chaque extrémité, soit l'extrémité 14, alors que l'enroulement est encore "frais", c'est à dire avant passage au four et/ou polymérisation dans le cas d'uw matrice constituée d'une résine thermodurcissable. En vue de ce façonnage, il peut être avantageux de réaliser, lors de l'enroulement, un renflement ou une surépaisseur 16 au voisinage de cette extrémité 14, comme cela est d'ailleurs fait danse technique antérieure. Bien entendu le profil du renflement 16 est de dimensions légèrement supérieures celles du profil désiré pour l'extrémité 14 de l'ébauche. Dans le cas représenté, ce profil est tronconique, l'extrémité 14 devant présenter une portée conique pour être enfilée dans l'em- bouchure d'un raccord par exemple. On observera que l'extrémité 14 de l'ébauche enroulée se termine par un léger renflement 18. Ce dernier résulte des conditions d'enroulement de l'ébauche 10 et constitue une chute qui doit être éliminée après durcissemelit. On notera également que le mandrin 12 n'est pas complètement recouvert par l'ébauche 10 et qu'une partie 20 de sa surface cylindrique se trouve découverte. L'opération de façonnage de l'extrémité 14 consiste selon leinver.tion enenun moulage par compression de cette extré- mité à l'aide d'un moule approprié 22 reproduisant le profil désiré. Dans la réalisation représentée, le moule 22 se compose de deux parties complémentaires ou deni-coquilles 24 et 26 susceptibles de comprimer entre elles sous l'action de moyens appropriés l'extrémité 14 de l'ébauche, cette compression devant être maintenue lors du durcissement de la matrice d'imprégnation. Ces moyens peuvent être constitués d'une pluralité de saisons de type à vis écrou 28 à disposer entre les bords plats du plan de joint 30 et 32. On comprendra néanmoins que tout #utre moyen de serrage et de verrouillage connu pourrait être utilisé. Il importe qeulement que le moule 22 puisse "suivre" l'ébauche 10 tout au long de l'opération ultérieure de durcissement. Le moule 22, une fois fermé, définit successivement une preissre cavité 34 conformée de manière à venir épouser la forme de la surface découverte 20 du mandrin et assurer ainsi le centrage sur l'axe de ce dernier du moule 22 et une deuxième cavité 36 conçue de manière que son empreinte corresponde au profil à obtenir. Dans le cas représenté où le mandrin est cylindrique et le profil conique, la cavité 34 est cylindrique et d'un diamètre égal à celui du mandrin et la cavité 36 est tronconique. Entre les cavités34 et 36, le moule forme un évidement annulaire de dégagement 38 dont le diamètre est supérieur ou au moins égal au plus grand diamètre du renflement 18 de manière à permettre le fluage de l'extrémité 14 de l'enroulement lors.de la fermeture du moule. En effet, la surépaisseur 16 àans:krquelle sera imprimé le profil retenu devra avoir une forme convenable telle que son volume soit très légèrement supérieur à celui de la cavité utile 36 afin d'éviter la présence de bulles ou manques de matière lors de la fermeture du moule. Bien entendu, toute la partie de l'extrémit~^ 14 qui est contenue dans l'évidement 38 constitue une chute qu'il y aura lieu de supprimer apres durcissement de l'ébauche. Dans une variante préférée du procédedecrit ci-dessus, on garnit au préalable les dei-coquilles 24 et 26 d'un matériau chargé durcissable compatible avec X matrice d'imprégnation des filaments de l'ébauche, et pourvu après durcissement et/ou polymérisation, des caractéristiques mécaniques et chimiques requises.Un tel garnissage du moule 22 constitue en fait un apport matériau chargé sur la surface de l'ébauche et il y aura lieu, pour un profil donné, de tenir compte de cet apport lors de la réalisation de la surépaisseur 16. A:la limite, celle-ci pourrait être supprimée. Le moulage par compression de l'apport durcissable et de l'enroulement frais assure une interpénétration et ainsi une bonne continuité entre la charge de garnissage et l'enroulement une fois terminée ltopération de durcissenent et/ou de polymérisation. Il est bien entendu que de nombreuses modifications peuvent être apportées sans sortir du cadre de la présente demande. On peut ainsi envisager de modifier la cavité utile 36 du moule 22 selon tout profil désiré, la forme et la constitution particulière de ce moule et/ou de ses moyens de fermeture, le procédé utilisé pour réaliser l'apport du matériau chargé sur l'ébauche etc... REVENDICATIONS 1. Procédé de coction des extrérmités d'un tube obtenu par enroulement de filaments imprégnés d'une matrice durcissable, caractérisé en ce que l'on effectue, après enroulemeit des filaments mais avant durcissement, le façonnage de l'une au moins des extrémités de l'enroulement selon le profil désiré. 2. Procédé de confection des extrémités d'un tube obtenu par enroulement de filaments imprégnés d'une matrice durcissable selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'opé- ration de façonnage consiste en un moulage par compression de l'extrémité envisagée de l'enroulement à l'aide d'un moule reproduisant le profil désiré. 3. Procédé de confection des extrémités d'un tube obtenu par enroulement de filaments imprégnés d'une matrice durcissable selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'opé- ration de moulage par compression est conduite après collfection lors de l'enroulement des filaments imprégnés, à l'extrémité envisagée de 1 tenroulement, d'un renflement local dont le profil est de dimensions légèrement supérieures à celles du profil désiré pour cette extrémité. 4. Procédé de confection des extrémités d'un tube obtenu par enroulement de filaments imprégnés d'une matrice durcissable selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que 1 ' opération de moulage par coipression est conduite après apport sur l'extrémité de l'enroulement envisagée d'un matériau chargé durcissable compatible avec la matrice imprégnant les filaments. 5. Procédé de confection des extrémités d'un tube obtenu par enroulement de filaments imprégnés d'une matrice durcissable selon la revendication 4, caracterise en ce que l'apport du matériau chargé est réalisé par garnissage préalable du moule précité. 6. Moule de façonnage destiné à la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à- 5, caractérisé en ce qu'il comporte deux ou plusieurs parties complémentaires formant une première cavité destinée à reproduire le profil désiré pour l'extremité de l'enroulement et une deuxième cavité destinée à épouser le profil du mandrin sur lequel cet enroulement est formé de manière à permettre le centrage du moule sur le man- drin. 7. Moule de façonnage selon la revendication 6, carac- térisé en ce qu'il comporte un évidement, annulaire de dégagement entre les deux cavités précitées. 8. Tube enroulé caractérisé en ce que l'une au moins de ses extrémités est confectionjjée par un procédé selon l'une des revendications 1 a' 5.