Brevet FR2364108A1 — publié le 19780407

Ltinvention a pour objet un procédé et un dispositif pour la production de tubes en matière plastique comportant une âme, en une matière plastique et/ou un autre matériau, de plus forte résistance ou de plus grande rigidité, formant une armature hélicoidale noyée dans la paroi du tube. Les tubes de ce genre associent à une forte résistance mécanique une souplesse et une incompressibilité remarquables. Essentiellement deux méthodes existent pour produire de tels tubes. Une première consiste à extruder un boudin enrobant une âme, en enroulant le boudin à chaud autour d'un mandrin, alors que la matière plastique est encore déformable, de telle manière que les spires quelle forme adhèrent entre elles et se soudent les unes aux autres. Le mandrin peut être réalisé de diverses manières. Un premier type de mandrin est constitué par une série de broches tournant autour de leur axe, disposées de façon que leur enveloppe soit une surface cylindrique. Un second type de mandrin est formé d'une série de convoyeurs qui se déplacent parallèlement à l'axe du tube à obtenir ; ces convoyeurs, qui définissent sensiblement une surface cylindrique, sont montés de manière à pouvoir tourner autour d'un axe commun, confondu avec celui du tube. Enfin, un troisième type de mandrin comprend un axe fixe, portant une série de cylindres périphériques dont les axes sont inclinés et qui sont mis en rotation. Ce procédé connu ne permet pas une cadence de production élevée et n'est pas utilisable pour fabriquer des tubes de faible diamètre, étant donné que les dimensions radiales du mandrin ne sauraient descendre au-dessous dtune certaine limite, sans compromettre les possibilités de fonctionnement et la robustesse de l#ap pareil. On avait proposé aussi un procédé d'extrusion directe du tube, avec son ame hélicoidale incorporée en matière plastique Ce procédé consiste pratiquement à faire jaillir la matière plastique fluide pour l'ame du tube par un bec ou une conduite dont l'axe est parallèle à celui du tube à obtenir, le bec tournant à l'intérieur dtun espace annulaire, dans lequel chemine axialement la matière fluide du tube. Mais ce procédé ne permet pas d'obtenir une ame de section uniforme et le dispositif, grâce auquel il est mis en oeuvre a, entre autres, l'inconvénient que la matière fluide st infiltre entre les interstices des parties en contact, perturbant ainsi le fonctionnement de l'appareil. L'invention réalise un procédé et un dispositif permettant d'extruder directement et rapidement le tube à âme hélicoîdale, incorporée, sans présenter les inconvénients de l'appareil à extrusion directe décrit ci-dessus. Ce procédé consiste, selon l'invention, à injecter dans la matière du tube, qui stécoule en effectuant un mouvement de rotation-translation, la matière destinée à former l'âme à partir d'un point fixe. Le dispositif selon l'invention, destiné à mettre en oeuvre le procédé visé, est caractérisé essentiellement en ce que la matière du tube parcourt un canal annulaire, qui tourne autour de son axe sur la plus grande partie de sa longueur axiale et en ce que la matière, destinée à produire l'âme, est injectée dans le canal au droit d'une zone où la paroi extérieure de ce dernier est stationnaire. Selon une caractéristique importante de ltinvention, pour obtenir une incorporation parfaite de la matière formant l'âme du tube, dans la zone dtinjection de ltame, une partie du flux de matière du tube est déviée, de façon à se trouver au-dessous de lt âme. De préférence la matière est injectée à l'état fluide, par exemple à l'aide dtune presse à extrusion, mais l'âme peut aussi être préalablement formée et provenir d'une bobine sur laquelle elle est enroulée. L'invention sera mieux comprise à la lumière de la description détaillée ci-dessous, donnée à titre d'exemple, dtun mode de réalisation préférentiel de l'invention, sans aucun caractère limïtatif, illustré aux dessins annexés. Fig. 1 est une vue schématique, en coupe axiale, du dispositif selon l'invention, permettant de voir certaines parties du dispositif. Fig. 2 est une vue en coupe radiale suivant la ligne Il-Il de la fig. 1, où quelques éléments ont été omis dans un but de simplification et de clarté. Dans ses éléments essentiels, le dispositif selon l'invention comprend une enveloppe fixe, composée de plusieurs parties 1, lA et 2A ; deux corps tournants, également composites, 7, 21 et 25, montés à l'intérieur de l'enveloppe et délimitant un canal annulaire 13 parcouru par la matière fluide du tube ; enfin un corps fixe 15, intercalé entre les deux corps composites tournants, et au travers duquel steffectue l'alimentation en matière fluide ou préfor mée pour l'âme hélicoîdale à incorporer dans le tube. Dans le détail, on remarque, en se référant à la figure, que ltenveloppe fixe comprend une première partie 1 de forme concave, pourvue d'une collerette extérieure 1B à une extrémité, et portant à l'autre bout un prolongement axial 4 pourvu dtune bride, percé dtun alésage conique 4A ; ce prolongement permet de raccorder, par exemple à l'aide de boulons, le dispositif à une source de matière plastique fluide, (PCV par exemple), qui doit former la paroi du tube. La source en question peut être une presse extrudeuse ordinaire, non représentée aux dessins. Ltenveloppe comprend une seconde partie lA de forme tubulaire, pourvue dtune collerette 3 et assemblée avec la partie 1 par des organes filetés dtassemblage 3A distribués sur le pourtour des deux collerettes en regard 3 et 1B. Enfin, ltenveloppe est complétée par une troisième partie 2, portant un collet 2A et bloquée par des chevilles etdes entretoises non représentées, lesquelles sté- tendent entre les collerettes 1B, 3, et le collet 2A. L'un des corps tournants composites, noté globalement 7, tourne à l'intérieur de la partie 1A sur des paliers à coussinets 5, 6 et comprend : une première partie tubulaire 7B, portant à un bout une couronne ou roue dentée 9 ; une tuyère 7C solidaire en rotation avec la partie 7B grâce à un assemblage à clavette 7D une seconde partie tubulaire 7E pourvue dtune collerette, reliée à la première partie 7B à l'aide de boulons prisonniers 7F et portant une couronne 7G qui adhère, par ltintermédiaire dtune rondelle en teflon (polytétrafluoro-éthylène), à la paroi de l'alésage 4A traversant la partie 1 de ltenveloppe ; la partie 7E est traversée patin alésage axial 13 dtabord cylindrique, ensuite conique, enfin de nouveau cylindrique ; une troisième partie est constituée par le noyau 25. Ce dernier comporte à son tour une première pièce 25A, dtabord conique, ensuite cylindrique, qui stétend axialement, en partie dans l'alésage 13, en partie dans l'alésage axial de la tuyère 7C ; ; la partie cylindrique de 25 est solidarisée, à l'aide de rayons 7M, avec une bague 7H > intercalée entre la section 7E et la tuyère 7C, la bague 7H étant solidarisée avec la section 7E à l'aide de chevilles 7L Le noyau 25 comprend une seconde pièce 25B, d'abord cylindrique, ensuite conique, reliée à la pièce 25A par vissage, notamment par un téton fileté 25C, visse dans une forure taraudée correspondante ; cette pièce 25C s'étend dans alésage de la tuyère 7C. Enfin, le noyau comporte une troisième pièce 25D d'abord cylindrique, ensuite conique, puis de nouveau cylindrique, assemblée par vissage (par son téton fileté 25E vissé dans une forure taraudée córrespondante), avec la pièce 25B. Le noyau 25 est complété par un anneau 25F pourvu dtune série de perforations 25G, parallèles à son axe. Cet anneau 25F est monté sur la première partie, cylindrique, de la pièce 25D et solidarisé en rotation avec cette dernière au moyen d'une clavette 25H, sa position étant axialement bloquée entre des épaulements formés par les pièces contigües 25B et 25D réunies par vissage, ainsi qutil ressort du dessin. Le second corps tournant 21 est porté par des paliers à coussinets 20 appartenant à la partie 2 de l'enveloppe fixe ; il présente un alésage axial 22, dans lequel retend en partie la pièce 25D du noyau 25, le corps 21 portant une couronne ou roue dentée 21B. Entre les deux corps tournants ? et 21 se trouve disposé le corps stationnaire 15 qui est en appui sur le manchon 7C et sur un prolongement tubulaire 21A du corps 21 ; le corps fixe 15 est d'ailleurs séparé de façon étanche de ces deux éléments par deux bagues 23, 24 en téflon (polytétrafluor-éthylène).Sur ce corps fixe 15 est centrée, au moyen de paliers à coussinets 14, la première partie 7B du corps tournant 7. Le corps fixe 15 est pourvu d'une conduite 19 par laquelle arrive la matière de l'âme hélicoidale intégrée dans le tube à obtenir. Cette matière peut être fluide, (par exemple du PCV durcissable), auquel cas la conduite 19 est reliée à une presse extrudeuse (non représentée), ou bien ltame peut être préformée et peut alors provenir dtune bobine par l'intermédiaire de la conduite 19. L'âme préformée peut ltêtre, par exemple au moyen dtun fil en PCV rigide, en métal, en nylon renforcé, dans ce dernier cas, éventuellement par un fil dtarmature incorporé. Le corps 15 est traversé par un alésage 18, dans lequel débouche la conduite 19 et qui, dans ltappareil monté, est coaxial avec les alésages 4A, 13, 22, définissant avec ces derniers et avec le noyau 25 le parcours de la matière plastique du tube. De façon plus précise, le noyau 25 et les alésages qui ltentourent définissent un canal annulaire qui tourne autour de son axe sur la plus grande longueur de son développement axial, la partie non tournante étant formée par la paroi de ltalésage-18, le long de laquelle ar rive la matière devant constituer l'âme du tube. L'axe de la conduite 19 est orthogonal à celui de l'alésage 18, mais ne le coupe pas, l'axe de 19 étant excentrique par rapport à l'alésage 18 et dans un plan perpendiculaire à l'axe de ce dernier, La conduite 19 débouche dans l'interstice entre la surface externe de l'anneau 25F et la paroi de l'alésage 18 (voir Fig. 2). Pour assurer la rotation des deux corps tournants 7 et 21, leurs roues ou couronnes dentées 9 et 21B engrènent avec des roues dentées 10, 26 montées sur un arbre commun 11, lequel est mis en mouvement par un réducteur (non représenté) entraîné par un moteur et dont le pignon attaque la roue dentée 12 montée sur l'arbre 11. Le dispositif fonctionne comme suit. La matière plastique pour le tube est introduite sous pression dans alésage 4A, d'où elle passe dans le premier corps tournant 7 où, sous lteffet de la rotation imprimée par les roues den tées 12, 10 et 9 elle subit, simultanément avec son avance, une rotation. La matière plastique parcourt le canal annulaire délimité par la partie amont du noyau 25 et la paroi interne du corps tournant 7. Elle arrive ainsi au droit de la zone conique de la pièce 25B où une fraction en est dérivée à travers les forures 25G de anneau 25F, tandis qutune autre fraction parcourt l'interstice entre la paroi externe de l'anneau et la paroi fixe de l'alésage 18. Ctest dans cet interstice qu'arrive la matière- devant constituer l'âme en provenance de la conduite 19. Sous l'effet de la déviation imposée à la matière du tube par les forures 25G de l'anneau 25F, l'âme se trouve, en aval dudit anneau, incorporée et ainsi intégrée dans la matière du tube. La matière destinée à la formation de l'âme, injectée dans celle du tube, est contrainte à suivre une trajectoire hélicoîdale, de sorte qu'à la sortie de ltappareil, on trouve le tube à âme hé lîcoîdale incorporée. Bien qu'un seul mode de réalisation de l'invention ait été décrit ci-dessus, il sera facile à l'homme de l'art, ayant pris connaissance de l'idée de l'innovation, d'en déduire de nombreuses variantes et modifications qui, néanmoins, ne sortiront pas du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Procédé pour la production de tubes en matière plastique à âme hélicoîdale, caractérisé en ce que la matière devant former lt âme du tube est injectée à partir dtun point fixe (15) dans le flux de matière plastique (13)devant former le tube, cette der nière étant animée d'un mouvement de rotation et de translation. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le flux de matière plastique formant le tube présente une section trans versale annulaire (13, 22) et que la matière devant constituer l'âme arrive sensiblement dans le plan d'une section transver sale (18, 19). 3. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon ltune des revendications précédentes, caractérisé en ce qutil comporte, pour la matière plastique formant le tube, un canal annulaire (13, 22) qui tourne (7, 21) autour de son axe sur la plus gran de partie de son développement axial, tandis qu'une conduite (19) est prévue pour l'injection de la matière destinée à cons tituer l'âme du tube, au droit d'une zone(18) où la paroi ex terne du canal annulaire (22) est fixe. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le canal annulaire (13, 22) se trouve à ltintérieur de deux corps tournants (7, 21) et d'un corps fixe (15) intercalé entre eux. 5. Dispositif selon une des revendications précédentes, caractéri sé en ce que l'un des corps tournants (7) est solidaire en rota tion dtun noyau (25A) dont la paroi constitue la limite inté rieure du canalannulaire (13). 6. Dispositif selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le corps fixe (15) présente une conduite (19) pour lt arrivée de la matière devant constituer l'âme du tube, cette con duite ayant son axe dans un plan perpendiculaire au canal annu laird 7. Dispositif selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le noyau (25) présente, dans la zone (18) du corps fixe (15), une dérivation (25G) pour le passage de la matière plastique devant former le tube. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que la dérivation (25G) est obtenue à l'aide dtun anneau (25F) perforé, solidaire du noyau (25) et disposé dans une partie (25D) de plus petit diamètre de ce dernier.