Brevet FR2347181A1 — publié le 19771104

L'invention concerne un procédé de fabrication d'un tuyau souple par lequel on forme un tube de noyau en matière élastomère vulcanisable sur un mandrin, on applique au moins une couche de renforcement sur ce noyau, on applique un fourreau de matière élastomère vulcanisable sur le renforcement et on stabilise la matière élastomère par application de chaleur Il est connu de produire des tuyaux souples en matière élastomère renforcée en extrudant la matière élastomère sur un mandrin pour former un tube de noyau, en appliquant un renforcement en forme de toron sur le tube de noyau non vulcanisé, en extrudant un fourreau de matière élastomère sur ce renforcement et en coulant ensuite une enveloppe de plomb, sur le fourreau et appliquant la chaleur pour stabiliser ou vulcaniser le tube de noyau et le fourreau, après quoi on retire l'enveloppe de.plomb.Cependant, l'application de l'enveloppe de plomb et son enlèvement sont des opérations difficiles et coûteuses et nécessitent l'emploi de presses -spéciales de moulage de plomb. L'invention a pour but de créer un procédé amélioré qui évite ces opérations de moulage d'enveloppe de plomb. Dans ce but, le procédé de l'invention est caractérisé en ce qu'on applique une jaquette tubulaire de matière plastique sur le fourreau avant le traitement de stabilisation thermique, on forme dans la jaquette des points d'augmentation des efforts soit avant soit après la stabilisation, on applique des efforts sur l'enveloppe pour la briser aux points d1augmentation. Le procédé de l'invention est expliqué ci-après avec référence aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue en perspective d'un tuyau souple obtenu par le procédé de la présente invention. - la figure 2 est un schéma montrant les étapes du procédé de fabrication. - la figure 3 est une vue d'extrémité de la buse pour l'extrusion de l'enveloppe pour le tuyau souple et montrant également une vue en coupe transversale du tuyau souple, du mandrin et de l'enveloppe. - la figure 4 est une vue en coupe transversale de la buse d'extrusion pour la matière de l'enveloppe, montrant comment l'enveloppe est extrudée autour du tuyau. La figure 1 montre un tuyau souple comprenant un tube de noyau 10 et un fourreau 12 en matière élastomère Par exemple, le noyau 10 peut être fabriqué à partir de caoutchouc synthétique en copolymère acrylonitrile-butadiène tandis que le fourreau peut être en néoprène. La figure 1 montre également qu'il peut être prévu un toron de renforcement 11 entre le noyau 10 et le fourreau 12. La figure montre une seule couche de renforcement, mais il peut en être prévu plusieurs et le renforcement peut être enroulé en spirale au lieu d'être tressé. Le renforcement peut être prévu en matières de fibres telles que polyamide, dacron, rayonne, coton ou autres fibres ou encore de fil métallique. La figure 2 montre un procédé de fabrication du tuyau souple de la figure 1, mais diverses variantes de ce même procédé pourraient être adoptées. D'après cette figure 2, un mandrin 13 en matière relativement rigide, c'est-à-dire une matière relativement dure, mais pouvant être facilement courbée telle qu'un fil métallique ou de caoutchouc renforcé ou une tige de matières plastiques telles que du polyamide ou polypropylène. Cette matière est alimentée à partir d'une bobine de réserve 14 dans une tête d'extrusion traversale 15 qui extrude un noyau tubulaire 10 de matière élastomère non vulcanisée sur le mandrin 13.Le noyau tubulaire 10 et le mandrin contenu à l'intérieur sont alors alimentés à travers un dispositif 17 par exemple un dispositif de tressage pour appliquer le renforcement 11 sur le noyau tubulaire 10 Le tuyau souple ainsi partiellement confectionné est alors alimenté dans une autre tète transversale d'extrusion 19 qui extrude sur le renforcement un fourreau de matière élastomère non stabilisée ou non vulcanisée 12. Plus particulièrement, à mesure que le noyau tubulaire 10 recouvert du renforcement passe à travers l'extrudeur 19, une matière élastomère, qui est de préférence identique à celui qui constitue le tube de noyau 10, est expulsée sous pression à travers la buse d'extrudeur pour former un fourreau 12 qui est en contact intime de pression avec le renforcement 11.Le fourreau 12 est ainsi engagé à travers les interstices du renforcement, en contact intime avec le tube de noyau 10. Pour contribuer à la réalisation de ce contact à pression, ~la buse de l'extrudeur 19 peut être exposée à la source de vide, d'une manière comme dans la technique. Le tuyau souple partiellement terminé est alors passé à travers une cuve 25 qui contient un liquide de refroidissement, tel qu'une solution de savon métallique et un produit tenseur de surface ou matière lubrifiante telle que du talc ou une solution de tétrafluoréthylène. La matière lubrifiante forme un revêtement 26 sur le fourreau 12. Le tuyau souple partiellement terminé passe alors à travers un dispositif de chauffage ou analogue 28 pour enlever l'excès de liquide de refroidissement et le tuyau passe ensuite à travers un autre extrudeur 30 qui applique une enveloppe tubulaire 33 de matière plastique sur le tuyau. Une matière plastique convenant pour la réalisation de cette enveloppe 33 est un polysulfone disponible dans le commerce. Comme le montrent les figures 3 eut 4, l'extrudeur 30 présente une ouverture 31 dans laquelle l'enveloppe de matière plastique 33 est appliquée sur le tuyau souple et qui est pourvue d'au moins deux nervures 34 saillantes vers l'int.érieur qui forment dans la surface extérieure de l'enveloppe 33 au moins deux gorges 35 en forme de V aigü espacées circonférentiellement - Les gorges 35 servent de dispositifs créateurs de tension ainsi qu'il sera expliqué dans la suite. Le polysulfone pour l'enveloppe 33 est extrudé à une température d'environ 3440C à laquelle il a une structure molle. L'enveloppe présente, dans le Sens radial une épaisseur au moins égale à 4 mm tandis que la profondeur des gorges 35 est au moins égale à 0,254 mm. A partir de l'extrudeur 30 le tuyau avec son enveloppe passe à travers une cuve 37 contenant un agent de refroidissement pour abaisser la température de l'enveloppe en polysulfone extrudé à une température inférieure à sa température de cristallisation, c'est-à-dire approximativement à 2050C. Cet agent de refroidissement peut être de l'eau ou un autre liquide, ou même de la vapeur à environ 1490C.Le refroidissement du polysulfone de l'enveloppe 35 opéré de cette manière le rend tout à fait dur, de sorte que l'enveloppe peut être traitée sans subir de déformation lorsqu'elle passe à travers une chambre de stabilisation ou de vulcanisation 40. La chambre 40 contient de la vapeur ou un autre fluide de transfert de chaleur à une température d'environ 2050C pour réaliser la stabilisation du noyau tubulaire élastomère 10 et du fourreau 12. A cette température, l'enveloppe 33 conserve une résistance à la traction et à la déformation suffisante pour enfermer de manière étanche les matières du tuyau souple entre l'enveloppe 33 et le mandrin 13 au cours du traitement de stabilisation. Le polysulfone convient particulièrement comme matière pour l'enveloppe 33 parce qu'il possède une résistance à la d'au 703 kg/cm2' traction d'au moins 703kg/cm2 à la température ambiante et de 422 kg/cm à une température de 1490C. En outre, il possède un 2 module d'élasticité égal à au moins 14060 kg/cm2 à une température 2 de 2050C et égal à environ 26 714 kg/cm à la température ambiantes une température de déformation supérieure à 1630C et une température de transition à l'état vitreux du second ordre supérieure à 1770C. Le module d'élasticité de la matière de l'enveloppe à l490C est égal à environ 75 % ou davantage de sa valeur à la température ambiante où ce module est inférieur à 28 120 kh/cm2. Le tuyau souple avec son enveloppe 33 passe alors à travers une cuve de refroidissement 42 contenant de l'eau ou autre liquide à environ 160C où le tuyau avec son enveloppe est refroidi rapidement à une-température inférieure à 1490C. Il passe alors dans un dispositif d'étirage 44 qui applique sur l'enveloppe une force au moyen de galets 45 ou autres moyens pour appliquer une force de compression dirigée perpendiculairement au plan des gorges d'élévation de tension 35 mentionnées plus haut.Ce traitement provoque une cassure de l'enveloppe 33 le long des gorges 35, de sorte qu'elle est brisée en morceaux et se sépare du-tuyau souple 10 à 12 Ce tuyau souple est alors enroulé sur une bobine 46 jusqu'au moment où il en est retiré pour l'emploi, en enlevant le mandrin 13 du tube de noyau 10 par une méthode connue, par exemple en utilisant de l'air comprimé. Du fait que le polysulfone est une matière thermoplastique, l'enveloppe 33 après son enlèvement du tuyau au moyen du dispositif 44 peut être réutilisée dans l'extrudeur 30. On pourrait aussi bien utiliser une matière thermodurcissable. Le polysulfone possède une valeur de résistance au choc sans encoche supérieure à 0,9 kg/cm et une valeur de résistance au choc avec encoche égale à 0,022 kg/cm, de sorte que les organes à gorge 35 provoquent une fracture directe de l'enveloppe de polysulfone lorsqu'ils sont soumis au dispositif 44. L'invention n'est pas limitée au procédé et aux matières décrites ci-dessus pour la production d'un tuyau souple avec une enveloppe Des variantes peuvent être adoptées sans sortir du domaine de protection de l'invention. Ainsi les organes d'-élévation de force 35 pourraient être appliquer sur la surface extérieure de l'enveloppe en tout autre emplacement entre l'extrudeur 30 et le dispositif 44, au moyen d'un outil de creusage de gorge ou de gravure. Le refroidissement en 37 et 42 peut etre effectué par un procédé différent de celui consistant à passer le tuyau dans un bain de liquide, par exemple par refroidissement à l'air ambiant ou forcé. le tenseur de surface qui, dans le procédé# précédemment décrit, est appliqué dans la cuve 25 pour empêcher un collage de l'enveloppe 33 sur le fourreau 12, pourrait être constitué par un lubrifiant incorporé directement dans la matière élastomère pour la formation du fourreau 12. Il est compris que l'enveloppe 33 est appliquée sur le tuyau souple par application a d'une pression radiale intérieure contre le fourreau 12, de telle sorte que le noyau tubulaire 10 et le fourreau 12 soient soumis à un fluage et remplissent les interstices entre les torons du renforcement 1-1 au cours du traltement de stabilisation ou de vulcanisation, de telle sorte que le noyau tubulaire 10, le renforcement 11 et le fourreau 12 sont amenés en contact intime et sont liés l'un à l'autre sans inclusions d'air ou vides dans la paroi du tuyau fini. L'enveloppe 33 assure également une protection temporaire de la matière du tuyau jusqu'à exécution de la stabilisation ou vulcanisation, et pour maintenir le tuyau souple dans une section transversale circulaire et une épaisseur uniforme jusqu'à ce que la stabilisation soit réalisée. En outre, l'enveloppe en matière plastique est enlevée d'une manière relativement simple et peu coûteuse. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés, à partir desquels on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 10) Procédé de fabrication d'un tuyau souple par lequel on forme un tube de noyau en matière élastomère vulcanisable sur un mandrin, on applique au moins une couche de renforcement sur ce noyau, on applique un fourreau de matière élastomère vulcanisable sur le renforcement et on stabilise la matière élastomère par application de chaleur, caractérisé en ce qu'on applique une jaquette.tubulaire (33) de matière plastique sur le fourreau (12) avant le traitement de stabilisation thermique, on forme dans la jaquette des points d'augmentation des efforts (35) soit avant soit après la stabilisation, on applique des efforts (en 44) sur l'enveloppe (33) pour la briser aux points d'augmentation (35) et on enlève l'enveloppe de sur le tuyau. 20) Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le tube de noyau (10) est formé par extrusion sur un mandrin (13) de matière relativement rigide, le fourreau (12) étant extrudé sur le renforcement (11) et l'enveloppe (33) est enfin extrudée sur le fourreau (12)0 30) Procédé suivant l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'on retire ensuite le mandrin (13) du tube de noyau (10). 40) Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'au moins une couche (11) de renforcement est un renforcement toronné appliqué en engagement serré avec le-tube de noyau (10). 50) Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'on applique un lubrifiant sur la surface extérieure du fourreau (12) avant d'appliquer l'enveloppe (33) sur lui 60) Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'enveloppe de matière plastique est constitué en une matière thermoplastique. 70) Procédé suivant la revendication 6, caractérisé en ce que le matière plastique de l'enveloppe est du polysulfone. 80) Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la matière plastique est une matière thermodurci ssable. 90) Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les moyens d'élévation de tension (35) ont la forme de gorges dans la surface extérieure de l'enveloppe (33) et d'orientation générale axiale. 100) Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que les moyens d'élévation de tension (35) sont formés au cours de l'application de la matière de l'enveloppe (33) sur le fourreau (L2)o 11 ) Procédé suivant la revendication 109 caractérisé en ce qu'au moins deux gorges de rupture (35) espacées circonférentiellement sont formées le long de la surface extérieure de 1' enveloppe. 120) Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que l'épaisseur de paroi de.l'enveloppe est au moins égale à 1,524 mm et la profondeur des gorges de rupture (35) est égale à au moins 0,254 mm. 130) Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que la matière plastique de l'enveloppe (33) est refroidie avant de procéder au traitement thermique de stabilisation. 140) Procédé suivant la revendication 13, caractérisé en ce que l'enveloppe (33) est refroidie à une température inférieure à la température de cristallisation de la matière plastique. 150) Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 14, caractérisé en ce que la valeur de rupture au choc non encoché de la matière de l'enveloppe est supérieure à 0,9 kg par centimètre, et la valeur de rupture au choc à l'état encoché est inférieure à 0,022 kg par cm. 160) Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 15, caractérisé en ce que la matière de l'enveloppe possède une résistance à la'traction égale à au moins 141 kg/cm2 à 1770C. 170) Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 16, caractérisé en ce que la matière de l'enveloppe à la température ambiante possède une résistance à la traction égale à au moins 703 kg/cm2 et un module d'élasticité inférieur à 28 120 kg/cm2. 180) Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 17, caractérisé en ce que la matière de l'enveloppe présente une température de déformation supérieure à l630C et une température de transition à l'état vitreux de second ordre, supérieure à 1770C. 190) Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 18, caractérisé en ce qu'on applique un revêtement en produit tenseur de surface sur la surface extérieure du fourreau (12) avant d'extruder l'enveloppe (33) sur le fourreau. 200) Procédé suivant la revendication 19, caractérisé en ce que le produit tenseur de surface est choisi dans le groupe comprenant une solution de savon métallique, du talc ou du polytétrafluoréthylène. 210) Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 20, caractérisé en ce que l'enveloppe (33) est refroidie après le traitement de stabilisation ou vulcanisation jusqu a une température inférieure à l490C. 223) Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 21 caractérisé en ce que le fourreau (12) est refroidi avant d'extruder l'enveloppe (33) sur lui. 230) Procédé suivant la revendication 22, caractérisé en ce qu'on applique un liquide de refroidissement sur la surface extérieure du fourreau (12) pour le refroidir avant l'extrusion de l'enveloppe (33) a et on-retire liquide de la surface du fourreau avant de procéder à l'extrusion de l'enveloppe.