Brevet FR2397934A1 — publié le 19790216

L'invention concerne la fabrication continue des tubes en matière synthétique thermoplastique comportant des stries ou nervures transversales constituant un profil, et plus couramment dénommés "tubes annelés'= fabrication par extrusion de moyen d'une boudineuse d'un tube lisse en matière plastique puis conformation dans un moule mobile constitué de deux séries de matrices au profil désiré formant une chaîne sans fin par insufflage d'air ou de fluide comprimé à l'intérieur du tube. Ce type de fabrication est par exemple bien illustré dans les brevets français NO 1 346 455 et 1 465 360. L'invention concerne plus particulièrement l'introduction d'un fil ou tire-fil dans une tête d'extrudeuse, pour obtenir directement un tube annelé avec fil intérieur. L'intérêt d'un tire-fil est bien connu, en particulier dans les applications aux tubes devant contenir des câbles électriques. Certaines techniques existent déjà dans le cadre de la fabrication des tubes lisses par extrusion : à la sortie d'une boudineuse à vis, on fixe un élément en forme de double équerre, de façon que la matière défile (selon une direction parallèle mais décalée) entre une filière et un poinçon au centre duquel un tire-fil est introduit au fur et à mesure de l'extrusion, de sorte qu'on obtient simultanément un tube lisse avec fil intérieur à la vitesse normale d'extrusion.Cette technique est difficilement adaptable à la fabrication d'un tube annelé à fil intérieur, car la nécessité d'une arrivée d'air sous pression pour la conformation dudit tube est incompatible avec un centre de poinçon occupé par le fil entravé, sans parler des inconénients, tels que l'encombrement en particulier, que présente l'utilisation d'une tête double équerre. Les techniques habituelles de fabrication de tubes annelés, telles que celles ayant fait l'objet des brevets cités plus haut, sont également difficilement adaptables à la fabrication d'un tube annelé à fil intérieur en raison de la pression d'air acheminée par le centre du dispositif d'extrusion, habituellement par une tige fixée au poinçon et comportant à son autre extrémité une olive formant bouchon d'air. En effet, il faut bien pouvoir fixer l'olive pour avoir une chambre d'air en vue de la conformation du tube annelé, à moins de prévoir une thermosoudure ou une soudure haute fréquence à la sortie de la chaume de conformation : l'air gonfle le tube, mais la pression reste très difficile à réguler et on consomme en plus un volume d'air très important.De toutes façons, une solution combinant une arrivée d'air et de fil dans un même canal ne conviendrait pas en raison d'une dépression créée à la sortie de la filière, ce qui est précisément à éviter pour une bonne conformation du tube. Enfin il a été aussi proposé des techniques utilisant les maillons eux-mêmes pour créer une dépression d'air par des orifices ménagés dans ceux-ci, de sorte que l'on peut se passer de chambre d'air et d'olive, et que le tube est appliqué par aspiration contre les maillons pour sa conformation. Ces techniques sont déjà compliquées, et leur adaptation pour avoir une introduction de fil simultanément à l'extrusion rendrait le dispositif encore plus sophistiqué, et sa rentabilité n'en serait que plus douteuse. La présente invention a pour objet de proposer un dispositif relativement simple, permettant une introduction de fil à même vitesse que l'extrusion du tube et par canal isolé du circuit d'acheminement de l'air nécessaire à la conformation du tube, et particulièrement performant pour des gammes variées de diamètres, les petits diamètres étant précisément jusque là inaccessibles. Il s'agit plus particulièrement d'un dispositif pour la fabrication d'un tube annelé en matière synthétique thermoplastique, avec fil intérieur, comportant essentiellement une tête d'extrusion formée d'un corps, d'une filière fixée audit corps et dont l'extrémité aval est essentiellement tubulaire, et d'une torpille intérieure audit corps et à ladite filière, dont la portion amont forme séparateur de matière et la portion aval, présentant une extrémité disposée coaxialement à l'intérieur de l'extrémité aval de la filière, forme poinçon, ladite torpille étant fixée au moyen d'un organe tel que croisillon, un élément tubulaire central solidarisable au poinçon coaxialement à celui-ci et portant à son extrémité aval une olive formant bouchon d'air, un moule constitué par deux séries de matrices formant les maillons d'une chaîne sans fin et donnant sa conformation au tube lisse extrudé par application de celui-ci contre lesdites matrices sous l'effet d'air sous pression le long d'une chambre d'air essentiellement délimitée par l'orifice de sortie de la tête d'extrusion d'une part et ladite olive d'autre part, caractérisé par le fait qu'il comporte en outre un canal d'amenée de fil dans la tête d'extrusion, ledit canal venant se raccorder à l'extrémité amont de l'élément tubulaire central de façon que le fil puisse passer à l'intérieur dudit élément tubulaire et déboucher en aval de l'olive au-delà de la chaihe de conformation et un canal indépendant dudit canal d'amenée de fil pour l'acheminement de l'air nécessaire à la conformation du tube amenant l'air dans la torpille autour et à l"extérieur de l'élément tubulaire central au voisinage de l'extrémité amont dudit élément tubulaire en vue d'un échappement au niveau de l'orifice de sortie de la tête d'extrusion par un passage ménagé entre l'alésage du poinçon et la surface extérieure en regard d'une portion de l'élément tubulaire. Le dispositif selon l'invention peut présenter en outre l'une au moins des caractéristiques suivantes: - la torpille de la tête d'extrusion comporte une vis centrale solidarisant les portions amont et aval de ladite torpille de part et d'autre d'un croisillon et sur laquelle vient se visser l'élément tubulaire central, le canal d'amenée du fil étant constitué de tronçons traversant respectivement le corps, le croisillon, la portion de la torpille et ladite vis centrale; la vis centrale comporte avantageusement un noyau passe-fil dans un logement coaxial prévu à cet effet, ledit noyau présentant un canal coudé raccordant les tronçons amont et aval du canal traversant ladite vis centrale selon des directions respectivement oblique d'introduction et axiale de sortie du fil, - l'élémen D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaitront plus clairement à la lumière de la description qui va suivre, donnée à titre illustratif mais nullement limitatif, en référence aux figures du dessin annexé où: - la figure 1 est la coupe axiale d'un dispositif conforme à l'invention, montrant en particulier le trajet emprunté par le fil indépendant du canal d'acheminement de l'air nécessaire à la conformation du tube, - la figure 2 est une coupe axiale à plus grande échelle de la tête d'extrusion du dispositif de la figure 1, - les figures 3 et 4 sont des coupes transversales respectivement selon III-III et IV-IV de la figure 2, montrant en particulier certains détails des trajets empruntés par la matière synthétique et par l'air sous pression. Figures 1 et 2, le dispositif comporte essentiellement une tête d'extrusion 1 formée d'un corps 2, d'une filière 3 fixée audit corps et dont l'extrémité aval 4 est essentiellement tubulaire, et d'une torpille 5 intérieure audit corps et à ladite filière, dont la portion amont 6 forme séparateur de matière et la portion aval 7, présentant une extrémité disposée coaxialement à l'intérieur de l'extrémité aval 4 de la filière, forme poinçon; la torpille 5 est fixée au moyen d'un croisillon 8 dont deux seulement des quatre pales sont visibles sur la coupe.Il comporte également un élément tubulaire central 9 solidarisable au poinçon coaxialement à celui-ci et portant à son extrémité aval 10 une olive Il formant bouchon d'air, ainsi qu'un moule 12 constitué par deux séries de matrices formant les maillons d'une chatte sans fin et donnant sa conformation au tube lisse extrudé par application de celui-ci contre lesdites matrices sous l'effet d'air sous pression le long d'une chambre d'air 13 essentiellement délimitée par l'orifice de sortie de la tête d'extrusion d'une part et par ladite olive 11 d'autre part. Les éléments qui précèdent sont connus et il est rappelé que dans ces techniques antérieures, l'air nécessaire à la conformation du tube annelé s'échappait du tube 9 par des orifices situés au voisinage de la sortie de la tête d'extrusion. Dans le cadre de l'invention, il en va tout autrement car, ainsi que cela a déjà été dit plus haut, on ne souhaite pas admettre d'air par l'élément tubulaire central pour pouvoir introduire un fil ou tire-fil dans la tête d'extrusion. Ainsi, conformément à l'invention, le dispositif comporte en outre un canal 14 d'amenée de fil dans la tête d'extrusion, ledit canal venant se raccorder à l'extrémité amont 15 de l'élément tubulaire central 9, de façon que le fil 16 puisse passer à l'intérieur dudit élément et déboucher en aval de l'olive 11, et un canal 17 indépendant du canal 14 pour l'acheminement de l'air nécessaire à la conformation du tube amenant l'air dans la torpille 5 autour et à l'extérieur de l'élément tubulaire central 9 au voisinage de l'extrémité 15 de celui-ci, en vue d'un échappement au niveau de l'orifice de sortie de la tête d'extrusion par un passage ménagé entre l'alésage du poinçon 7 et la surface extérieure en regard d'une portion de l'élément 9, ainsi que cela apparaîtra plus clairement lorsque la coupe de la figure 4 sera décrite plus loin. Ainsi, un des principes fondamentaux de l'invention apparait déjà : l'élément tubulaire central 9 dont la fonction essentielle dans les réalisations antérieures était de supporter l'olive, remplit ici deux fonctions nouvelles et originales, à savoir d'une part de servir de guide pour le fil passant en son intérieur, et d'autre part d'acheminer l'air sous pression qui circule le long de sa surface extérieure. Maintenant un certain nombre de modalités, facultatives mais avantageuses, vont être décrites plus en détail, tant en ce qui concerne le passage du fil que le passage de l'air sous pression. La torpille 5 peut comporter une vis centrale 18 solidarisant les portions amont 7 et aval 6 de ladite torpille de part et d'autre du croisillon 8 et sur laquelle vient se fixer (ici par vissage) l'extrémité 15 de l'élément tubulaire central, le canal 14 d'amenée du fil étant constitué de tronçons traversant respectivement le corps 2, le croisillon 8, le poinçon 7 et ladite vis centrale 18. Pour un meilleur défilement du fil dans son canal, la vis centrale 18 renferme un noyau passe-fil cylindrique 19 dans un logement coaxial prévu à cet effet, ledit noyau présentant un canal coudé 20 raccordant suivant un angle favorable les tronçons amont et aval du canal traversant ladite vis centrale selon des directions respectivement oblique d'introduction et axiale de sortie de fil. De plus, à l'autre bout, lMlément tubulaire central 9 est prolongé au-delà de l'olive 11 par un tube coaxial 21 qui lui est solidaire. La présence d'un tel tube de prolongation était bien connue pour permettre la solidarisation de l'élément tubulaire central au poinçon par l'avant de la chaise de conformation en insérant ledit tube entre les maillons en regard juste avant de mettre en route la vis de la boudineuse. Le tube 21 remplit ici une autre fonction, à savoir de guider le fil jusqu a une zone située audelà de la chaise de conformation. Quant au passage de l'air sous pression, le canal 17 d'acheminement est constitué de tronçons traversant respectivement le corps 2 et une pale du croisillon X, puis la portion amont 7 de la torpille par un conduit 22 sensiblement parallèle à l'axe de la tête d'extrusion, de façon à déboucher dans une chambre 23 intérieure à ladite portion en entourant l'extrémité amont de l'élément tubulaire central 9; notons qu'ici l'extrémité aval de la vis centrale débouche dans la chambre 23. Pour mieux comprendre le mode d'échappement de l'air sous pression à partir de la chambre intérieure 23, il est préférable de se reporter à la figure 4 où un exemple possible a été illustré: ici, l'échappement est obtenu par deux faces planes telles que 24 prévues longitudinalement sur la surface extérieure de l'élément 9, au moins sur la portion dudit élément intérieure au poinçon. Remarquons que le passage pour l'échappement de l'air pourrait tout aussi bien consister en au moins une rainure (hélicoidale ou longitudinale axiale) ménagée sur la surface extérieure de l'élement tubulaire central 9, du type patte d'araignée. Enfin, il va de soi qu'il sera avantageux de prévoir des moyens (non représentés ici) d'entraihement du fil avec une synchronisation permettant un défilement du fil à la même vitesse que le défilement du tube annelé. Le dispositif qui a été décrit peut être utilisé toutes les fois qu'il s'avère nécessaire d'avoir à l'intérieur d'un tube annelé une tige, un guide-fil ou autre amarré au poinçon de la tête d'extrusion, car il est possible de faire passer un fil quelconque à l'intérieur de l'élément tubulaire central, et ce quel que soit le diamètre du tube, ce qui représente un avantage technique appréciable. La fiabilité du dispositif est très bonne grâce à l'indépendance totale des canaux d'amenée d'air et d'introduction du fil; remarquons que l'étanchéité au niveau du contact entre les portions amont et aval de la torpille et le croisillon est assurée par le serrage de la portion amont faisant fonction d'écroue Signalons enfin que les opération de montage et de démontage du dispositif sont particulièrement aisées. Il va de soi que la présente invention n'est nullement limitée aux exemples qui en ont été donnés à titre illustratif mais comprend tout variante reprenant avec des moyens équivalents la définition générale de l'invention telle que revendiquée. REVENDICATIONS 1/ Dispositif pour la fabrication d'un tube annelé en matière synthétique thermoplastique, avec fil intérieur, comportant essentiellement une tête d'extrusion formée d'un corps, d'une filière fixée audit corps et dont l'extrémité aval est essentiellement tubulaire, et d'une torpille intérieure audit corps et à ladite filière, dont la portion amont forme séparateur de matière et la portion aval, présentant une extrémité disposée coaxialement à l'intérieur de l'extrémité aval de la filière, forme poinçon, ladite torpille étant fixée au moyen d'un organe tel que croisillon, un élément tubulaire central solidarisable au poinçon coaxialement à celui-ci et portant à son extrémité aval une olive formant bouchon d'air, un moule constitué par deux séries de matrices formant les maillons d'une chaise sans fin et donnant sa conformation au tube lisse extrudé par application de celui-ci contre lesdites matrices sous l'effet d'air sous pression le long d'une chambre d'air essentiellement délimitée par l'orifice de sortie de la tête d'extrusion d'une part et ladite olive d'autre part, caractérisé par le fait qu'il comporte en outre un canal (14) d'amenée de fil dans la tête d'extrusion, ledit canal venant se raccorder à l'extrémité amont de l'élément tubulaire central de façon que le fil puisse passer à l'intérieur dudit élément tubulaire et déboucher en aval de l'olive au-delà de la chalhe de conformation et un canal (17) indépendant dudit canal d'amenée de fil pour l'acheminement de l'air nécessaire à la conformation du tube amenant l'air dans la torpille autour et à l'extérieur de l'élément tubulaire central au voisinage de l'extrémité amont dudit élément tubulaire en vue d'un échappement au niveau de l'orifice de sortie de la tête d'extrusion par un passage ménagé entre l'alésage du poinçon et la surface extérieure en regard d'une portion de l'élément tubulaire. 2/ Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la torpille de la tête d'extrusion comporte une vis centrale (18) solidarisant les portions amont et aval de ladite torpille de part et d'autre d'un croisillon (8) et sur laquelle vient se visserl'élément tubulaire central, le canal d'amenée du fil étant constitué de tronçons traversant respectivement le corps, le croisillon, la portion de la torpille et ladite vis centrale. 3/ Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que la vis centrale comporte un noyau passe-fil (19) dans un logement coaxial prévu à cet effet, ledit noyau présentant un canal coudé (20) raccordant les tronçons amont et aval du canal traversant ladite vis centrale selon des directions respectivement oblique d'introduction et axiale de sortie du fil. 4/ Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que l'élément tubulaire central est prolongé au-delà de l'olive par un tube coaxial (21) qui lui est solidaire permettant, outre la solidarisation dudit élément tubulaire central au poinçon par l'avant de la chaume de conformation de façon connue en soi, le guidage du fil jusqu'à une zone située au-delà de la chaise de conformation. 5/ Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le canal d'acheminement de l'air est constitué de tronçons traversant respectivement le corps et le croisillon selon une direction oblique, puis la portion amont de la torpille selon un conduit (22) sensiblement parallèle à l'axe de la tête d'extrusion, de façon à déboucher dans une chambre (23) intérieure à ladite portion en entourant l'extrémité amont de l'élément tubulaire central. 6/ Dispositif selon les revendications 2 et 5, caractérisé par le fait que l'extrémité aval de la vis centrale débouche dans la chambre intérieure de la portion amont de la torpille. 7/ Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'échappement de l'air au niveau de l'orifice de sortie de la tête d'extrusion est obtenu par au moins une face plane (24) prévue longitudinalement sur la surface extérieure de l'élément tubulaire central, au moins sur la portion dudit élément intérieure au poinçon. SI Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que l'échappement de l'air au niveau de l'orifice de sortie de la tête d'extruion est obtenu par au moins une rainure hélicoîdale ménagée sur la surface extérieure de l'élément tubulaire central, au moins sur la portion dudit élément intérieure au poinçon. 9/ Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que l'échappement de l'air au niveau de l'orifice de sortie de la tête d'extrusion est obtenu par au moins une rainure longitudinale ménagée parallèlement à l'axe de ladite tête d'extrusion sur la surface extérieure de l'élément tubulaire central, au moins sur la portion dudit élément intérieure au poinçon. 10/ Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que des moyens d'entraihement du fil sont prévus avec une synchronisation permettant un défilement du fil à la même vitesse que le défilement du tube annelé.