Brevet FR2335321A1 — publié le 19770715

L'invention concerne un procédé de formage de la. paroi d'un tube en matière synthétique pour réaliser une structure en creux à l'intérieur de ce tube ; cette structure en creux peut en particulier consister en une gorge pour la. mise en place d'un joint d'étanchéité. L'invention s'étend à des moyens de mise en oeuvre du procédé, ainsi qu'aux tubes réalisés, quelle que soit leur forme, rectiligne, coudée, etc... Pour réaliser des conduites hydrautiques, on emploie le plus souvent des tubes en matière synthétique, notamment en polychlorure de vinyle, qui sont raccordés bout à bout au moyen de tulipes d'emboitement. Le tube qui s'emmanche sur l'autre est doté intérieurement d'un joint d'étanchéité qui est logé dans une gorge ménagée à l'intérieur de ce tube. Pour réaliser r tubes à gorge interne, on utilise actuellement un outilla## omprenant des la.mes à ressorts mobiles radialement, entraînées dans le sens centrifuge ou centripète pour faire saillie ou s'escamoter à l'intérieur du tube de façon à engendrer la formation de la gorge et à permettre le démoulage. Outre son court assez élevé, cet outillage présente l'inconvénient de ne permettre de réaliser que des formes imprécises aux contours présentant des courbures peu accentuées.Par exemple il est représenté en coupe partielle à la figure 1 une gorge 1 pratiquée par ce procédé classique dans un tube 2 en polychlorure de vinyle d'un diamètre de l'ordre de 80 à 90 mm et d'une épaisseur de l'ordre de i 8 mm ; le fond la de la gorge est raccordé à la paroi interne ~a. du tube par une partie courbe lb de rayon de courbure R de l'ordre de 15 mm et par une partie courbe lc de rayon r de l'ordre e 3 à 4 mm : ainsi au niveau de la. gorge la section ne présente pas de partie rectiligne et l'angle moyen d'inclinaison z de chaque flanc de la gorge par rapport à l'axe du tube est assez faible de l'ordre de 400 Dans ces conditions on conçoit qu'un joint 'étanchéité, représenté en traits discontinus en 3 à la figure 1, mis en pla.- ce dans une telle gorge soit maintenu de façon très médiocre et il arrive fréquemment que ce joint glisse dans le tube lors de l'emmanchement d'un autre tube à l'intérieur de celui-ci. La présente invention se propose de pallier cet inconvénient, en permettant de réaliser des gorges cu type de celle schématisée à la figure +, de forme appropriée pour ma.in- tenir un joint sans risque de glissement. De façon plus générale, l'invention vise à permettre de réaliser à l'intérieur d'un tube en matière synthétique une structure en creux de formes précises adaptée à l'a.p- plication envisagée. Un autre objectif de l'invention est d'abaisser le court des outillages nécessaires. Un autre objectif est de permettre, par inter changeabilité de pièces peu couteuses de l'outillage, d'effectuer le formage de tubes d'épaisseurs différentes, adaptés à des pressions hydrauliques différentes. A cet effet le procédé de formage conforme à l'invention pour réaliser une structure en creux à l'intérieur cha.uf- fer le tube pour conférer à la matière une plasticité déterminée, à mettre en place en saillie sur un mandrin de diamètre adapté à celui du tube un noyau amovible de forme adaptée au profil intérieur de la structure à obtenir, à disposer le tube chauffé en regard dudit mandrin, à rapprocher le tube et le mandrin l'un vers l'autre, à exercer une pousée amenant le tube à chevaucher le mandrin et son noyau jusqu'à ce que ce dernier vienne se positionner à l'intérieur du tube à l'emplacement de la structure à obtenir, à disposer le tube et le mandrin ainsi emboités dans un moule ouvrant comportant une gorge de forme adaptée au profil externe à obtenir pour le tube au niveau de sa structure, à refermer le moule en réunissant les coquilles qui le forment, à refroidir le tube, à le démouler en ouvrant le moule, et à retirer le mandrin et son noyau, en séparant ce dernier du mandrin. Selon une caradtéristique de l'invention, le noyau mis en place sur le mandrin est constitué de plusieurs parties séparables ; lors du démoulage le mandrin est séparé du noyau et les diverses parties de ce dernier sont dissociées en vue de son retrait. Dans le cas où la structure à réaliser est une gorge, ces parties sont adaptées pour former un collet annula.ire, lorsqu'elles sont montées sur mandrin,collet d forme correspondant à celle de la gorge à obtenir. Comme on le comprendra. mieux plus loin, la. mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention fait subir à la. paroi du tube un double mariçag, interne et externe, qui permet l'obtention de formes précises et, en particulier, dans le cas d'une gorge, ue courbures à faiblis rayons rendant possible la. réa.li sation de flancs très inclinés par rapport à l'axe du tube. L'invention s'étend à un dispositif pour b.mise en oeuvre du procédé décrit ; ce dispositif comprend des moyens de maintien du tube chauffé, un mandrin disposé en regard selon l'axe longitudinal dudit tube, un noyau amovible adapté pour etre mis en place en saillie sur ledit mandrin et des moyens d'entrai- ment agencés pour engencrer le déplacement relatif du mandrin et du tube l'un vers l'autre et pour exercer une poussée appropriée en vue de provoquer le chevauchement du tube sur 1 mandrin. Selon une caractéristique du dispositif, le no ya.u comprend plusieurs pièces séparables, chacune comportant, d'une part, une partie en saillie en forme d'arc de cercle, d'au tre part, un coulisseau adapté pour se loger dans une glissière correspondante du mandrin ; chaque glissière est ouverte à son extrémité antérieure pour permettre .e dégager le coulisseau et est fermée à son extrémité postérieure pour jouer le rôle de butée contre laquelle vient se caler le coulisseau, L'invention s'étend, également, à un moule ouvrant pour la mise en oeuvre du procédé ; ce moule composé d'au moins deux coquilles comprend une gorge adaptée pour réaliser un matriçage externe du tube au niveau ae la structure à former dans celui-ci. D'autres caractéristiques de l'invention se dégageront de la description qui suit en référence aux dessins annexés lesquels ne sont donnés qu'à titre d'exemples non limitatifs ; sur ces messins qui font parte intégrante de la description - la. figure 1 déjà commentée présente, en coupe partielle, un tube classique muni d'une gorge réalisée par un procédé connu, - les figures 2 et 3 illustrent le procédé conforme à l'invention à deux phases successives, cependant que la figure 4 présente, en coupe partielle, le tube obtenu. - la figure 5 présente, en coupe longitudinale, un dispositif permettant de mettre en oeuvre la. première phase du procédé, - les figures 6 et 7 présentent, respectivement en coupe transversale par un plan bb et en coupe horizontale par un plan aa, un moule ouvrant permettant de mettre en oeuvre la seconde phase du procédé en vue d'obtenir un tube coudé. Le procédé décrit et illustré à titre d'exemple a. pour but de former au voisinage de l'extrémité d'un tube 4 en matière thermoformable notamment en polychlorure de vinyle, une gorge interne de forme a.ppropriée pour maintenir parfaitement un joint. Le tube muni d'une tulipe d'emboitement pourra être raccordé par emmanchement à un autre tube en vue de réaliser une conduite hydraulique, sans risque e glissement du joint. La première phase du procédé consiste, après avoir chauffé le tube pour lui conférer une plasticité appropriée, de l'amener à chevaucher un mandrin 5 pourvu d'un noyau en saillie 6 formant un collet annulaire continu autour du mandrin (figure 2) ; comme on le verra ce collet est formé par quatre pièces qui peuvent etre séparées du mandrin par coulissement vers l'avant Le collet 6 présente une hauteur en saillie cor respondant à la prcfondeur p de la. gorge à obtenir ; ce collet est symétrique par rapport au plan médian transversal et chacun de ses flancs est incliné par rapport à l'axe du mandrin d'un angle /. Pour obtenir une gorge apte à-retenir convenablement un joint, cet angle est sensiblement compris entre 500 et 850 et est, de préférence, choisi de l'ordre de 700, valeur qui permet à la. fois une mise en place aisée du joint et un maintien correct de celui-ci. Les courbures ce raccordement situées à la. base du collet et à sa partie haute présentent des rayons respectivement R' et r', en l'exemple l'un R' de l'ordre de 4 mm, l'autre r' inférieur à 1 mm. Entre ces courtes parties de raccordement, lcs flancs sont coniques, leur section transversale étant rectiligne. Dans ces conditions le tube plastique 4 lorsqu'il est poussé sur le mandrin 5 chevauche le collet 6 et prend une configuration du type de celle schématisée à la. figure 2. La. seconde phas du procédé consiste à disposer le tube ainsi emmanché sur le mandrin 5 et le collet 6 dans un moule ouvrant 7 à deux coquilles ; ce moule comprend une gorge 8 adaptée pour réaliser, lors de sa fermeture, un matriçage externe du tube au niveau de la gorge à former. La figure. 3 schématise cette phase, le moule étant en cours de fermeture. En l'exemple les flancs de cette gorge 8 sont inclinés par rapport à l'axe du moule d'un angle d" sunsiblrment compris entre 500 et 850 ; cet angle notamment de 11 ordre de 700 peut avantageusement être très légèrement supérieur à l'angle ' sus-évoqué. La largeur de la gorge 8 est prévue en liaison avec la largeur du collet 6 et avec l'épaisseur du tube, de sorte que, lors de la fermeture du moule, la matière du tube soit repoussée contre le collet ó, particulièrement au niveau des flancs de celui-ci et .ies zones de raccordement.On obtient ainsi dans le tube une gorge 9 de formes précises, telle que schématisée à la figure ~, dont les flancs 9a. présentent, en section transversale, une partie rectiligne inclinée d'un angle #sensiblement compris entre 500 et 850 et, en particulier de l'ordre de 700 ; cette partie rectiligne sU raccorde, d'une part, à la paroi interne 4a du tube, par un arrondi de rayon R' de l'ordre de 4 mm, d'autre part, au fond de la. gorge 9b, pr un arrondi e rayon r' inférieur à 1 mm. L'expérience mo- re que la réduction de l'épa.is- seur du tube au niveau de la gol est limitée (inférieure à 30%), ce qui permet au tube de satisfaire aux normes en vigeur à cet égard. il est possible en changeant simplement les pièces de ma triçage du moule dans lesquelles est pratiquée la gorge 8 de tra vaille avec des tubes en surépaisseur de façon à obtenir des tubes de diamètres internes identiques, adaptés à des pressions hydrauliques plus élevée, et ceci sans modifier les autres éléments de l'outillage. La figure 5 représente en coupe longitudinale un dispositif pour la mise en oeuvre de la. première phase du procédé. On a repris sur cette f -re et sur les suivantes des références identiques à celles desfigures précédentes pour désigner les mêmes éléments. Le tube chaud 4 est maintenu par un manchon externe 10 assujetti sur un support 11 ; en l'exemple ce manchon de diamètre légèrement supérieur à celui du tube est fendu à sa partie haute pour permettre un léger serrage à la. manière d'un collier. Le tube 4 est en outre intérieurement garni d'un élément 12, notamment n caoutchouc, pour éviter la. formation de plis internes. Le manchon 10 et l'élément interne 12 s'étendent le long du tube en laissant libre l'extrémité dans laquelle la gorge est à former, de façon à assurer le maintien du tube et à permettre l'introduction du mandrin 5 dans celui-ci. Ces moyens de maintien sont complétés par une butée arrière constituée par une plaque d'arr X 13, assujettie au support Il et contre laquelle chant arrièp du tube 4 vient prendre appui. En regard et dans l'axe du tube 4 est disposé le mandrin 5 vissé à l'extrémité 14 de la tige d'un vérin (non représenté). Ce mandrin comprend quatre glissières que l'on aperçoit en coupe transversale à la figure 6 ; il porte quatre pièces constituées, chacune, par un coulisseau 15 logé dans une glissière et par une partie en saillie 16 en form d'arc de cercle. Les parties en saillie 16 des quatre pièces sont jointives lorsque ces pièces sont mises en place sur le mandrin, de façon à former le collet annulaire 6 déjà évoqué, qui fait saillie sur le mandrin. Les glissières du mandrin sont ouvertes à leur extrémité antérieure pour permettre de dégager les coulisseaux par glissement et sont fermées à leur extrémité postérieure pour jouer le rôle de butée entre lesquelles se calent les coulisseaux en position e travail. En outre une butée d'arrêt 17 est prévue sur le mandrin pour servir d'appui à l'extrémité du tube 4 en fin de course. En l'exemple, un aes coulisseaux est percé d'un fin canal 18 qui débouche sur le collet et permet, en fin de démoulage après retrait du mandrin 5, d'envoyer un jet d'air comprimé par un conduit d'arrivée 19 en vue de faciliter la dissociation es pièces. Avant d'actionner le vérin pour amener le mandrin 5 et son noyau à pénétrer dans le tube chaud 4, il est préférable de chauffer ces éléments pour éviter des r#froidissemjnts locaux du tub. Ceci est surtout in sortant pour les premières fa brications d'lune série ; pour les fabrications suivantes le ma.n- drin échauffé à chaque passage par le contact du tube se maintien à une température convenable. Le tube et le mandrin boités sont ensuite, après retrait du man#bo-n de maintien 10, disposés dans un moul ouvrant 7 dont on aperçoit les deux coquilles 20 et 21 à la. figure 6. Ces coquillas sont chacun#, pourvues d'une pièce de matri- çage 22 dans laquelle est pratiquée la. gorge 8 décrite précédemment. En l'exemple comme le montre la figure 7 ces coquilles ont une forme courbe dans 1 sens longitudinal dans le but de réaliser un coude en forme d quart d. cercle. Il est bi.n entendu que la forme du tube peut être différente, rectiligne, coude en huitième de cercle etc... Le rayon de courbure du coude est adapté à l'application envigagée, et, peut notamment être égal à 2D ou 3D, D étant le diamètre du tube. Le processus de formage du tube dans son moule est en particulier du type de celui décrit dans le brevet numéro 72 32510 avec réalisation d'une tulipe à l'extrémité comportant la gorge interne. Le moule peut autre à coquilles symétriques comme représenté aux figures ou bien et de préférence à coquilles asymétriques du type de celles décrites dans une demande de brevet séparée déposée par le demandeur. Dans ce dernier cas, outre les avantages indiqués dans cette demande de brevet, il est possible de mettre en oeuvre la première phase et la seconde phase du procédé sur un meme plateau, le tube emmanché sur le mandrin se trouvant au terme de la première phase en position convenable entre les deux coquilles pour réaliser la seconde phase sans avoir à le déplacer. Bien entendu la présente description ne limite en rien la portée de l'invention qui se trouve élargie à toutes les variantes possibles. REVENDICATIONS 1/ - Procédé de formage de la paroi d'un tube en matière synthétique thermoformabl pour réaliser une structure en creux à l'intérieur de ce tube, ledit procédé étant ca.ractérisé en ce qu'il consiste à chauffer le tube pour conférer à la matière une plasticité déterminée, à mettre en place en saillie sur un mandrin de diamètre adapté à celui ou tube un noyau amovible de forme adaptée au profil intérieur de la structure à obtenir, à disposer le tube chauffé en regard dudit mandrin, à rapprocher le tube et le mandrin l'un vers l'autre, à exercer une poussée amenant le tube à chevaucher le mandrin et son noyau jusqu'à ce que ce dernier vienne se positionner à l'intérieur du tube à l'emplacement de la. structure à obtenir, à disposer le tube et le mandrin ainsi emboités dans un moule ouvrant comportant une gorge de forme adaptée au profil externe à obtenir pour le tube au niveau de sa structure, à refermer le moule en réunissant les coquilles qui le forment, à refroidir le tube, à le démouler en ouvrant le moule, et à retirer le mandrin et son noyau, en séparant ce dernier cu mandrin. 2/ - Procédé selon la revendication 1 permettant de réaliser une gorge de forme précise à l'intérieur du tube, ledit procédé étant caractérisé en ce que l'on met en place sur le mandrin un noyau comprenant plusieurs parties séparables, adaptées pour etre réunies et former en saillie sur le mandrin un collet annulaire de forme adaptée à celle e la gorge à obtenir, le retrait du mandrin après démoulage s'effectuant en séparant le mandrin et lU noyau par dissociation des parties de ce dernier. 3/ - Procédé selon la. revendication 2 cara.ctéri- se en ce que l'on utilise un moule ouvrant comportant une gorge dont les flancs sont adaptés pour réaliser lors de lafermetur du moule un matriças$ par l'extérieur, ue la. peroidu tube et pour repousser la ma.tière vers le collet annulaire en saillie. sur le mandrin intérieur. 4/ - Procédé selon l'une des revendications 1, 2 ou 3 permettant de réaliser une structure en creux à l'intérieur d'un tube au voisinage d'une extrémité de celui-ci, ledit procédé étant caractérisé en ce que le tube est disposé dans un manchon d'un diamètre très légèrement supérieur au sien et st intérieurement garni d'un élément cylindriquï, ce manchon et cet élément interne s'étendant le long du tube en laissant libre l'extrémité sus-évoquée de façon à assurer le maintien dudit tube et à permettre '' ntroduction du mandrin dans celui-ci, le manchon externe étant retiré préalablement à la mise en place du tube dans le moule ouvrant. 5/ - Procédé selon l'une des revendications 1, 2, 3 ou 4 caractérisé en ce que, préalablement à leur introduction dans le tube, le mandrin et son noyau sont chauffés à une température déterminée. 6/ - Procédé selon l'une des revendications 1, 2, 3, 4 ou 5 permettant de réaliser une structure en creux à 1 'in- térirur du tub et de conférer à celui-ci une forme incurvée pour confectionner un coude, ledit procédé étant caractérisé en ce que le tube emboité sur son mandrir est disposé dans un moule ou vrant présentant une forme courbe #aptée à la forme du coude à obtenir. 7/ - Dispositif pour permettre la mise en oeuvre du procédé conforme à l'une des revendications 1, 2, 3, 4, 5 ou 6 caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de maintien du tube chauffé, un mandrin disposé en regard selon l'axe longitudinal dudit tube, un noyau amovible adapté pour être mie en place en saillie sur ledit mandrin et des moyens d'entrainement agences pour engendrer le déplacement relatif du mandrin et du tube l'un vers l'autre et pour exercer une poussée appropriée en vue de provoquer le chevauchement du tube sur le mandrin. 8/ - Dispositif selon la. revendication 7 caractérisé en ce que le mandrin est monté au bout de la tige mobile d'un verin lequel est disposé selon l'axe du tube en vue de Jouer le rôle de moyens d'entrainement, une butée d'arrêt étant prévue pour servir d'appui à l'extrémité du tube en fin de course. 9/ - Dispositif selon l'une des revendications 7 ou 8 caractérisé en ce que le noyau comprend plusieurs pièces, d'une part notamment au nombre de quatre, chacune comportant une partie en saillie en forme d'arc de cercle, d'autre part, un coulisseau adapté pour se loger dans une glissière correspondante du mandrin, cette glissière étant ouverte à son extrémité antérieure pour permettre de dégager ledit coulisseau et fermée à son extrémité postérieure pour jouer le rôle de butée contre laquelle vient se caler le coulisseau. 10/ - Dispositif selon la revendication 9 caractérisé en ce quE les parties en saillie des pièces du noyau for ment un collet annulaire lor#qu'elle sont associés, collet dont les flancs sont inclinés par rapport à l'axe du mandrin d'un angle sensiblement compris entre 500 et 850 et, en particulier de l'ordre de 700. 11/ - Dispositif selon l'une des revendications 7, 8, 9 ou 10, caractérisé en ce que les moyens de maintien du tube comprennent un manchon, assujetti sur un support et de dimensions adaptées pour contenir le tube sur une portion de sa. longueur ; butée assujettie sur ledit support et adaptée pour caler le tube à sa partie arrière, et un élément de garniture interne de dimensions adaptées pour être disposé dans l'âme creuse dudit tube. 12/ - Moule ouvrant composé d'au moins deux coquilles, pour la mise en oeuvre du procédé conforme à l'une des revendications 1, 2, 3, 4, 5 ou 6, caractérisé en ce qu'il comprend une gorge adaptée pour réaliser un matriçage externe du tube au niveau de la. structure à former dans celui-ci. 13/ - Moule ouvrant selon la revendication 12 caractérisé n ce que sa. gorge présente des flancs inclinés par rapport à l'axe du moule d'un angle sensiblement compris entre 50 et 850 et en particulier de l'ordre de 700, la largeur de ladite gorge ntre flancs étant prévue en liaison a.vec la largeur du noyau disposé sur le mandrin et avec l'épaiss ur du tube pour repousser la. matière pla.stique vers le noyau, tout n limitant la réduction de l'épaisseur du tube. 14/ - ~ub~ en matière synthétique, en particule en polychlorure de vinyle caractérisé en ce qu'il est fabriqué par mise en oeuvre du procédé conforme à l'une des revendications 1, 2, 3, 4, 5 ou 6. 15/ - Tube selon la revendication 14 caractérisé en ce que la. structure en creux formée dans celui-ci est une gorge adaptée pour la. mise en place d'un joint d'étanchéité circu laire - 16/ - Tube selon la. revendication 15 ca.ra.ctériué an ce que chaque flanc de la gorge présente, en section transversable, une partie rectiligne inclinée d'un angle sensiblement compris entre 500 et 850 et, en particulier de l'ordre de 700, cette partis rectiligne se raccordant, d'une part, à la. paroi interne du tube, par un arrondi ce rayon dc l'ordre de 4 mm environ, d'autre part, au fond d la gorge, par un arrondi de rayon inférieur à 1 mmO