Brevet FR2292574A1 — publié le 19760625

La présente invention concerne un procédé et un dispositif de fabrication d'un tube en matière plastique dans un moule de calibrage refroidi, procédé dans lequel on produit à l'intérieur du tube en matière plastique une surpression dans la zone du moule de calibrage. Dans les installations de fabrication de tubes en matière plastique de types connus, on force une masse de matière synthétique plastifiée à passer par une filière annulaire d'extrusion en la faisant pénétrer dans un moule de calibrage refroidi extérieurement. A l'intérieur du tube sortant de ladite filière,pendant qu'il se trouve encore à l'état plastique et chaud, on maintient une surpression par laquelle la matière est comprimée contre la paroi du moule de calibrage. Par contact avec ce moule de calibrage, la matière plastique se refroidit et se solidifie en formant un tube mis en forme par la filière annulaire et par le moule de calibrage.Pour maintenir la surpression, il est prévu à l'intérieur du-tube en matière plastique et dans la zone du moule de calibrage un tampon d'obturation qui est lié a la partie centrale de la filière d'extrusion, afin que l'air comprimé introduit par l'intermédiaire d'un orifice central de la filière d'extrusion ne puisse pas s'échapper par l'extrémité libre du tube. Pour réaliser des tubes lisses en matière plastique, on utilise comme moule de calibrage un moule cylindrique de surface lisse qui est relié directement à la filière et qui est refroidi extérieurement par de l'eau. Pour la fabrication de tubes ondulés en matière plastique, on utilise comme moule de calibrage, des outils dits outils de formage de tube ondulé, lesdits outils étant constitués par assemblage alignés de plusieurs éléments individuels en forme de demi-coquilles et qui sont agencés de façon à former une paire de chaines sans fin à mouvement continu. Une partie des éléments individuels en forme de demi-coquilles entoure alors la partie correspondante de la masse de matière à l'état plastique, encore chaude, sortant de la filière d'extrusion le long d'un parcours déterminé. Sous l'effet de la surpression entretenue à l'intérieur du tube en matière plastique, la matière est comprimée contre les éléments des outils de formage de tube ondule et est ainsi transformée en un tube ondulé. Simultanément, la matière plastique est refroidie par contact avec les outils de formage de tube ondulé.Le refroidissement des éléments des outils de formage de tube ondulé s'effectue dans un courant d'air lors de la course de retour des outils agencés sous la forme d'une paire de chaînes. Dans le procédé connu de fabrication de tubes en matière plastique, le refroidissement constitue une zone d'étranglement dans le déroulement continu des opérations de production. La vitesse de refroidissement de la matière plastique-et du moule de calibrage limite sensiblement la cadence de production de telles installations de fabrication de tubes en matière plastique. Un allongement de la distance de refroidissement en vue d'augmenter la cadence de production, et par conséquent un allongement correspondant des moules de calibrage, sont très coûteux et ne sont applicables que dans certaines limites. L'invention a en conséquence pour but de fournir un procédé de fabrication de tubes en matière plastique qui permette une augmentation de la cadence de production avec une faible dépense en appareillage. Selon l'invention, ce problème est-résolu en ce qu'on injecte à l'intérieur du tube en matière plastique, dans la zone du moule de calibrage, un agent sous-refroidi ou agent à basse température qui se vaporise ou se sublime dans cette zone. Par ce procéde, on atteint deux objectifs : d'une part, on établit à l'intérieur du tube en matière plastique la surpression nécessaire à son formage. D'autre part, on refroidit également l'intérieur du tube en matière plastique. Ce refroidissement n'est pas réalisé, comme pour le refroidissement extérieur de type connu, indirectement par l'intermédiaire d'un moule mais directement par l'intermédiaire du gaz froid produit par la vaporisation ou la sublimation d'un agent. Ce refroidissement interne assure par conséquent un refroidissement supplémentaire de la matière plastique qui, pour un faible débit de l'agent de refroidissement, est plus efficace que le refroidissement extérieur connu s'effectuant par l'intermédiaire de moules de calibrage refroidis par air ou par eau.Il en résulte que le temps de refroidissement de la matière plastique est considérablement raccourci et qu'ainsi la cadence de production des installations de fabrication de tubes en matière plastique peut être augmentée en correspondance. En outre, le refroidissement qui est réalisé aussi bien de l'extérieur que de l'intérieur permet d'obtenir une réduction de température plus homogène et par conséquent une amélioration de qualité du tube en matière plastique car on évite en majeure partie la génération de contraintes internes. Des installations déjà existantes de fabrication de tubes en matière plastique dont les extrudeuses comportent dans la plupart des cas encore certaines réserves de capacité peuvent, sans grands frais d'appareillage, être adaptées au procédé selon l'invention de sorte que leur cadence de production peut être encore augmentée. Avec le procédé selon l'invention, il est avantageux d'assurer un refroidissement supplémentaire du moule de calibrage à l'aide d'un agent à basse température. Dans ce cas, on peut également utiliser avantageusement l'agent vaporisé ou sublimé à l'intérieur du tube en matière plastique. Le refroidissement du tube en matière plastique s'effectue par conséquent encore plus rapidement et plus uniformément qu'auparavant. En outre, on peut utiliser presque intégralement l'énergie contenue dans l'agent de refroidissement. Comme agent de refroidissement, il est particulièrement avantageux d'utiliser de l'azote liquide. Cet agent peut, par exemple, être injecté directement à l'intérieur du tube en matière plastique ou il se vaporise. On peut ainsi utiliser intégralement la chaleur de vaporisation de l'azote liquide. Simultanément, on établit et on maintient à l'intérieur du tube en matière plastique, à l'aide de l'azote gazeux se trouvant dans la zone du moule de calibrage, la surpression nécessaire pour le formage du tube. L'azote gazeux obtenu par vaporisation est parfaitement sec et chimiquement inerte. Il convient par conséquent tout à fait bien pour servir comme gaz de compression lors de la fabrication de tubes en matière plastique. Pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, il est approprié d'utiliser une filière d'extrusion comportant un passage central et thermiquement isolée pour l'introduction de l'agent à basse température. L'excès d'agent de refroidissement peut par exemple être évacué de l'intérieur du tube en matière plastique à l'aide d'un tampon d'obturation qui est agencé en forme de dispositif de régulation de pression. Ainsi, malgré une alimentation continue en agent de refroidissement, on maintient une pression constante et réglable à l'intérieur du tube en matière plastique. Lorsque l'agent à basse température doit être utilisé > après la vaporisation à l'intérieur du tube en matière plastique, également pour refroidir le moule de calibrage,il est avantageux que le passage central de la filière d'extrusion comporte des canaux thermiquement isolés permettant l'introduction et I 'éva- cuation de l'agent à basse température, le canal d'évacuation de l'agent étant alors en liaison avec le moule de calibrage. Pour la fabrication de tubes ondules en matière plastique, on utilise comme moule de calibrage des outils mobiles de formage de tubes ondulés qui sont constitués par assemblage de plusieurs éléments individuels pourvus de cavités, auquel cas, selon une caractéristique de l'invention, les cavités des différents éléments sont reliées par l'intermédiaire de tuyaux à une source d'agent à basse température. Ainsi il est possible, également lors de la fabrication de tubes ondulés en matière plastique selon le procédé de l'invention, d'intensifier le refroidissement du moule de calibrage et par conséquent également celui de la matière plastique. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention seront mis en évidence dans la suite de la description, donnés à titre d'exemples non limitatifs, en référence aux dessins annexés dans lesquels les figures 1 et 2 sont des vues schématiques montrant certaines parties d'une installation de fabrication de tubes lisses en matière plastique (fig. 1) et de tubes ondulés en matière plastique (fig. 2) par le procédé selon l'invention. La figure 1 représente la façon dont une installation classique de fabrication de tubes lisses en matière plastique peut être convertie a l'aide d'une filière d'extrusion, d'un moule de calibrage relié à celle-ci et d'un tampon d'obturation de manière à permettre l'application du procédé selon l'invention. A cet égard, la filière d'extrusion 6 comporte selon l'invention un passage central et thermiquement isolé 5 permettant l'introduction d'un agent à basse température qui est constitué dans le cas considéré par de l'azote liquide provenant d'un réservoir de stockage 1 par l'intermédiaire d'un tuyau 5 muni de vannes d'arrêt et de réglage (2, 3, 4). L'azote est injecté par l'intermédiaire d'une buse 12 à l'intérieur 11 du tube en matière plastique 10 de telle sorte qu'il soit vaporise avant d'arriver dans le tube 10. Le tampon d'obturation 9, qui se trouve après la mise en service de l'installation à peu près à la hauteur de la sortie du moule de calibrage et qui est relié par l'intermédiaire d'une chaîne 7 ou d'un organe similaire à la filière d'extrusion 6, est agencé, dans le cas représenté, sous la forme d'un dispositif de régulation de pression. Quand une pression déterminée et réglable a été établie a l'interieur 11 du tube 10, l'excès d'azote s'échappe alors par l'intermédiaire du tampon d'obturation 9. Uans l'installation représentée~, le moule de calibrage 8 est refroidi par eau comme dans les réalisations connues. La matière plastique sortant de la filière d'extrusion 6, encore à l'état plastique et chaud, est comprimée par la surpression régnant dans la cavité 11 contre le moule de calibrage 8. Le tube 10 glisse le long de la surface intérieure du moule de calibrage 8 et il se refroidit extérieurement par contact avec cette surface intérieure. Le refroidissement interne du tube 10 est assuré comme précédemment décrit par l'injection continue d'azote La figure 2 représente une partie d'une installation de fabrication d'un tube ondulé en matière plastique par le procédé selon l'invention. Dans cette installation, le tube 14 sortant de la filière d'extrusion 13, encore à l'état plastique et chaud, parvient par llintermediaire d'ure prolongement 23 dans les éléments 16 des outils de formage de tube ondi;lé i5 ui ont la forme de demi-coquilles et qui se ferment progressivement autour du tube en matière plastique 14. L'établissement d'une surpression à l'interieur du tube en matière plastique et son refroidissement sont réalisés comme dans l'installation décrite en référence à la figure 1. En outre, le moule de calibrage, c'est-à-dire les éléments 16 des outils 15 sont également refroidis par un agent à basse température qui est constitue dans l'exemple considéré par de l'azote liquide.Les éléments 16 des outils de formage de tube ondulé 15 comportent des cavités qui sont reliées' entre elles par llintermediaire de tuyaux 17, 18 et en outre par l'intermédiaire d'au moins un tuyau d'alimentation 19 comportant des articulations tournantes 20, Z1 au réservoir de stockage d'azote liquide. Les éléments sont refroidis par introduction d'azote liquide ou de cet azote vaporisé, cette alimentation étant réglée par exemple à l'aide d'une sonde de température 22. On peut refroidir différemment les éléments 16 des outils de formage de tube ondulé en les faisant passer dans un courant de gaz froid. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté, elle est susceptible de nombreuses autres variantes, accessibles à l'homme de l'art, suivant les applications 'envisagées et sans s'écarter pour cela de l'esprit de l'invention. REVENDICATIONS 1,- Procédé de fabrication d'un tube en matière plastique dans un moule de calibrage refroidi, dans lequel on produit une surpression à l'inte- rieur du tube en matière plastique dans la zone du moule de calibrage, carac térisé en ce qu'on injecte à l'intérieur du tube en matière plastique, dans la zone du moule de calibrage, un agent sous-refroidi ou agent à basse température se vaporisant ou se sublimant dans cette zone. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moule de calibrage est refroidi par un agent à basse température. 3.- Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le moule de calibrage est refroidi par l'agent vaporisé ou sublimé à l'intérieur du tube en matière plastique. 4.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'on utilise comme agent à basse température de l'azote liquide ou vaporisé à froid. 5.- Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, comportant un moule de calibrage, une filière d'extrusion et un tampon d'obturation, ce dispositif étant caractérisé en ce que ladite filière comporte un passage central et thermiquement isolé pour l'alimentation en agent à basse température. 6.- Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le passage central comporte des canaux thermiquement isolés pour l'introduction et l'éva- cuation de l'agent à basse température, le canal assurant l'évacuation de l'agent à basse température étant relié au moule de calibrage. 7.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 ou 6,-pour la fabrication d'un tube ondulé en matière plastique à l'aide d'outils de formage de tubes ondulés constitués par assemblage de plusieurs éléments mobiles individuels pourvus de cavités, caractérisé en ce que les cavités des éléments mobiles individuels sont reliées par l'intermédiaire de tuyaux à une source d'agent à basse température. 8.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caracterisé en ce que le tampon d'obturation est agencé sous forme d'un dispositif de régulation de pression.