Brevet FR2496224A1 — publié le 19820618

La présente invention se rapporte a un dispositif en forme de mandrin,pour revêtir la paroi intérieure de con- duits tubulaires d'une couche en matière plastique durcissa- ble qui est étalée à l'intérieur du conduit a l'aide du man- drin qui comporte au moins un corps d'étalement et au moins un corps de guidage avant et un corps de guidage arrière. Il est connu de revêtir des conduits tubulaires d'une couche intérieure qui est constituée par une matière plasti- que durcissable..& cet effet, on utilise de préférence des résines synthétiques, par exemple à base de résine époxy et de bitume résistant à la corrosion. L'étalement de la ma- tière plastique à l'intérieur du conduit s'effectue alors de la manière suivante. un introduit tout d'abord dans le conduit, à l'une de ses extrémités, une quantité de matière plastique qui est fonction de la longueur du conduit et de l'épaisseur que doit présenter la couche de revêtement in- térieure et, ensuite, on fait passer par traction un mandrin à l'intérieur du conduit tubulaire. Ce mandrin étale et ré- partit la matière sur le pourtour intérieur et sur toute la longueur du conduit tubulaire en appliquant la matière contre la paroi intérieure de façon à créer l'épaisseur dé- sirée de revêtement et a lisser la surface de celui-ci. Ce procédé est surtout utilisé pour des canalisations enterrées, et notam:;itnt pour des tubes en acier et en fonte, assurant la distribution du gaz de ville ou de l'eau de consommation afin de rendre étanche les tubes enterrés qui présentent des détériorations ou un manque d'étanchéité dus à la corrosion et de colmater des fuites éventuelles au niveau des manchons de raccordement ou analogues. Il est ainsi possible d'éviter des travaux onéreux tels que le percement des revêtements de routes, le creusement de tranchées et la pose de tubes neufs auxquels on doit ensuite raccorder tous les conduits alimentant les différentes maisons d'habitation avant de reboucher les tranchées et de réparer le revêtement de la route. L'application d'un revête- ment en matière plastique sur la paroi intérieure de con- duits tubulaires permet même de colmater, de façon durable,des trous existant dans la paroi d'un tube. Pour étaler la matière plastique à l'intérieur de con- duits tubulaires, on connait des mandrins de conceptions dif- férentes. Ces mandrins connus comportent généralement aux moins deux corps d'étalement dont le premier, présentant la forme d'une étoile ou d'un cône, pousse la matière qui se trouve devant lui à travers le conduit en la répartissant sur le pourtour de la paroi intérieure suivant une épaisseur pré- déterminée tandis que le deuxième ou plusieurs autres corps d'étalement, de forme légèrement conique ou cy:indrique, doi- vent lisser le revêtement tout en le ra-enant à son épaisseur exacte. Les mandrins connlus comportent, de plus, au moins deux corps de guidage dont l'un est disposé devant le premier corps d'étalement et l'autre devant le deuxième corps d'étalement. Les corps de guidage doivent prendre appui sur la paroi inté- rieure du conduit tubulaire afin de guider coaxialement le mandrin lors de son passage à l'intérieur du conduit. rour cette raison, les corps de guidage des mandrins connus pre- sentent plusieurs organes de guidage répartis sur la péri- phérie et qui sont réalisés, par exemple, sous la forme de galets montés élastiquement, d'éléments d'écartement en ca- outchouc ou encore sous forme de ressorts-lames radiaux dont les extrémités sont munies de patins. Chacun des éléments de guidage, répartis sur le pourtour du corps de guidage, est monté de façon élastique individuellement ce qui a pour effet que les forces élasuîques des différents organes de guidage :e sont pas identiques en raison des tolérances de fabrica- tion. Lorsque le corps de guidage est comprimé radialement par les parois du conduit ou par suite d'un resserrement de la section de ce dernier, les organes de guidage de plus fai- ble force élastique fléchissent davantage que les organes de guidage de plus grande force élastique de sorte que la sec- tion transversale du corps de guidage n'est plus concentrique et le mandrin n'est plus guidé coaxialement mais de façon ex- centrée à l'intérieur du conduit tubulaire. ues excentrations des corps de guidage et, de ce fait, celles du mandrin peuvent se produire également lorsque le conduit tubulaire présente une section non circulaire ou lorsque le bouchon de matière poussé par le mandrin à travers le conduit n'exerce pas une pression radiale uniforme sur les corps d'étalement, par exemple dans le cas o la pression de la matière exercée sur le corps d'étalement est plus forte au niveau de la partie in- férieure du conduit, ce qui a pour effet de soulever le man- drin. Ln conséquence, les mandrins connus pésentent l'inconvé- nient que leurs systèmes de guidage n'assurent pas un guidage exactement centré et coaxial à l'intérieur du conduit tubulai- re et ne permettent pas de ce fait de réaliser un revêtement uniforme et d'une épaisseur régulière. Dans le cas d'une très forte excentricité, il existe même le risque que les corps d'étalement viennent en contact avec un c8té de la paroi du conduit et laissent ainsi subsister des endroits non revêtus. Afin d'éviter ce danger, on est obligé d'utiliser un corps d'étalement dont le diamètre est suffisamment petit par rap- port au diamètre intérieur du conduit tubulaire pour obtenir à coup sûr un revêtement qui recouvre tout le pourtour de la paroi intérieure tout en présentant l'épaisseur requise. Dans ce cas, on doit cependant accepter que la couche du revêtement présente, par endroits, une épaisseur largement supérieure à celle qui est normalement nécessiare.. Eour cette raison non seulement la consommation en matière plastique et de ce fait le prix de revient se trouvent augmentés mais il ne produit également une réduction indésirable de la section intérieure du conduit tubulaire qui nuit à la capacité d'écoulement de ce dernier. La présente invention a pour objet de créer un mandrin du type mentionné qui permet un guidage parfaitement centré et coaxial à l'intérieur du conduit tubulaire et d'obtenir ainsi un revêtement d'une épaisseur exacte et répartie uni- formément sur tout le pourtour de la paroi intérieure tout en économisant de la matière et de l'argent. Les problèmes exposés ci-dessus sont résolus conformé- ment à l'invention par un mandrin qui est caractérisé en ce que le corps de guidage comporte au moins trois éléments de guidage élastiques et étroits qui sont cintrés en forme de U et présentent chacun une partie médiane avec des branches en forme de U aux deux extrémités ainsi que des zones de transition arrondies entre la partie médiane et les branches en forme de U, en ce que les parties médianes,servant au gu3dage du mandrin à l'interieur du conduit tubulaire en s'appliquant contre la paroi intérieure de ce dernier, s'étendent dans le sens axial du mandrin et sont décalées les unes par rapport aux autres dans le sens périphérique et en ce que les branches avant en forme de U sont fixées au mandrin de façon indéplaçable dans le sens axial de ce dernier, tandis que les branches arrière en forme de U sont reliées au mandrin, de façon à pouvoir coulisser,dans le sens axial de ce dernier, par l'intermédiaire d'un palier de sup ort commun. Diverses autres caractéristiques de l'invention res- sortent d'ailleurs de la description détaillée qui suit. Une forme de réalisation de l'objet de l'invention est représentée, à titre d'exemple non limitatif, au dessin annexé. La figure unique montre, en coupe longitudinale, le mandrin suivant l'invention. Le mandrin comporte une tige centrale I sur l'extré- mité avant de laquelle est vissé um anneau Jmuni d'un ta- raudage et bloqué par un contre-écrou 3, pour la fixation d'un câble de traction qui sert à faire passer le mandrin à l'intérieur du conduit tubulaire. Un corps d'étalement avant 7, un corps d'étalement arrière 8 ainsi que des corps de guidage avant et arrière 9 avec des rondelles 4 et des douilles d'écartement 5 et 17 sont engagés sur la tige i et tous ces éléments sont maintenus assemblés à l'aide du contre-écrou 3 et d'un autre écrou 6 vissé sur l'extrémité arrière de la tige 1. Cette conception simple permet un dé- montage et un remontage faciles et rapides du Mandrin en vue de son nettoyage après l'utilisation et avant séchage de la matière plastique résiduelle adhérant encore au mandrin. j5 Le corps d'étalement conique avant 7 réalisé en matière syn- thétique et présentant une extrémité avant pointue et une extrémité arrière cylindrique ou sensiblement cylindrique doit faire avancer la matière plastique a l'intérieur du conduit tubulaire en la répartissant avec une épaisseur de couche prédéterminée sur le pourtour de la paroi intérieure du conduit grâce au diamètre de l'extrémité arrière cylin- drique qui est calculé en fonction du diamètre intérieur du conduit et de l'épaisseur de la couche à réaliser. Le corps d'étalement arrière b,évalement en matière synthétique, pré- sente une face avant arrondie dont le diamètre est inférieur à celui de l'extrémité arriere du corps d'étalement avant 7. La surface latérale du corps 8 est légèrement conique pour devenir cylindrique au niveau de l'extrémité arriure. La partie arrière du corps d'étalement 8 est réalisée sous for- me d'un corps creux à paroi mince de façon qu'il puisse se déformer facilement et s'adapter à des conduits tubulaires edont la section transversale n'est pas tout à fait circulaire. Le corps d'étalement arrière S a pour but de ramener le revê- tement appliqué sur la paroi intérieure du conduit tubulaire par le corps d'étalement avant 7 à l'épaisseur désirée et prédéterminée tout en supprimant les rainures créées par le passage du corps de guidage arrière 9 et en lissant finale- ment le revêtement. Au lieu de la forme de réalisation re- présentée, il peut être avantageux d'utiliser un mandrin qui comporte un ou plus de deux corps d'étalement qui peuvent d'ailleurs être réalisés dans d'autres matières appropriées et présenter des formes différentes. Le corps d'étalement avant 7 en forme de tronc de cône peut, par exemple, être remplacé par un corps d'étalement sensiblement en forme de disque et présentant une section transversale en forme d'étoile. Le mandrin comprend au moins un corps de buidage avant et un corps de guidage arrière 9. Il est évident que la précision de l'alignement axial du mandrin à l'intérieur du conduit tubulaire augmente avec la distance qui sépare les corps de guidage 9. Pour cette raison, le premier coi'ps de guidage 9 est disposé avantageusement en tête du mandrin et en amont du premier corps d'étalement 7, tandis que le deu- xième corps de guidage 9 est monté en amont du dernier corps d'étalement. Ln fonction de la longueur du mandrin ou du nom- bre des corps d'étalement, on peut également utiliser plus de deux corps de guidage 9. Chacun des corps de guidage Y comporte au moins trois éléments étroits de guidage élasti- ques 10 et cintrés en forme de U qui présentent cnhacun une partie médiane 'il avec des branches d'extrémité la, 'd en forme de U ainsi que des zones de transition arrondies 15 en- tre la partie médiane Il et les brancnes 1U, 1b en forme de U. Les éléments de guidage élastiques -l0 peuvent être cons- titués, par exemple, par des bandes de tôle étroites ou par des bandes en acier à ressort. Les parties médianes il qui s'appliquent contre la paroi intérieure du conduit pour guider le mandrin & l'intérieur de ce dernier s'étendent axialement et sont décalées les unes par rapport aux autres dans le sens périphérique. Ltant donné que seule une faible largeur des parties médianes 1il assure le guidage, il est avantageux d'utiliser des éléments de guidage lu de largeur la plus faible possible. Des essais ont permis de constater que trois éléments de guidage 10 répartis de façon équidis- tante sur la circonférence sont suffisants lorsqu'il s'agit de conduits tubulaires dont le diamètre nominal est inférieur à 80 mm. Pour des conduits présentant des diamètres de 80 mm, mm, 125 mm et 150 mm, il est recommandé d'utiliser qua- tre éléments de guidage '0 comme dans l'exemple de réalisa- tion représenté au dessin annexé. Lorsqu'on se trouve en présence de conduits tubulaires dont le diamètre est de mm ou plus, il est avantageux de prévoir au moins six ou huit éléments de guidage. Les branches avant 1 en forme de U des éléments de guidage 10 sont fixées au mandrin de façon à ne pas pouvoir être déplacées dans le sens axia4,tandis que les branches arreère b),également en forme de U, sont re- liées au mandrin de façon aéplaçable axialement par l'inter- médiaire d'un palier support commun 1l. ouivant une forme de réalisation préférée de l'invention, ces liaisons sont caractérisées en ce que les bra cnes avant 12 en forme de U sont fixées à un corps tubulaire 17 engagé sur la tige 1 et qui est empêché de se déplacer axialement par une douille d'écartement 18, également engagée sur la ti5e ldu fait que le corps tubulaire 17 du corps de guidage avant ? se trouve serré entre la douille d'écartement lb et le contre-écrou 3 et que le corps tubulaire 17 du corps de guidage arrière ça est serré entre la douille d'écartement là et une douille d'écartement 5 s'appliquant contre le corps d'étalement 7. Les branches arrière. 1 en forme de U sont reliées a un corps tubulaire 19 quL est monté pour coulisser axialement sur la douille d'écartement 18. Les extrémités recourbées 14 des branches 1A, 1 sont fixées par des vis 16 au corps tubulaire 17 ou bien au corps tubulaire 15 faisant office de palier. Grâce à une largeur et à une épaisseur appropriées des éléments de guidage l1 ainsi que par suite du choix d'un acier à ressort de dureté convenable, la force élastique des corps de guidage; peut être prédéterminée de façon à éviter toute compression radiale indésirable des corps de guidage par exemple, sous la pression exercée parle bouchon de matière plastique poussé en avant à l'intérieur du conduit L0 tubulaire. an conséquence, des forces de cette nature ne peuvent pas faire dévier le mandrin de sa position centrée et coaxiale à l'intérieur du conduit. rar suite de la fixa- tion commune des branches 1I en forme de U sur le corps tubulaire 17 et de la fixation des branches li sur le palier support commun 19, on obtient que les éléments de guidage élastiques 10 ne sont pas comprimés individuellement mais en même temps lors de l'apparition des forces radiales. Lorsque le mandrin passe à l'intérieur de conduits tubulaires de section non circulaire ou présentant des rétrécissements excerçant une pression radiale sur le corps de guidage 'i, tous les éléments de guidage lU doivent pouvoir fléchir élas- tiquement en même temps afin que le diamètre du corps de gui- dage 9 ne puisse pas se réduire unilatéralement de façon excentrée pour que le mandrin conserve toujours sa position centrée et coaxiale à l'intérieur du conduit tubulaire grâ- ce à la réduction symétrique du diamètre du corps de guidage 9. Les zones de transition 15 des éléments de guidage lu for- 24-96224 mant un angle entre la partie médiane Il et les branches 1c ou 13, qui est inúérieur ou supérieur à 90 , ont pour effet que les forces radiales s'exerçant sur les éléments de gui- dage i0 n'agissent pas sur des parties angulaires dans les zones de transition 15 mais que la modification de l'angle au niveau des zones de transition 15 provoque en fonction de la réduction du diamètre du corps de guidage, une va- riation de la longueur des éléments de guidage 10 qui fait coulisser le palier support 19 sur la douille d'écartement 18. Ce déplacement du palier de support 19 n'est pas entra- vé par e bouchon de matière plastique du fait que le sens de déplacement n'est pas opposé à la pression exercée par le bouchon. Tout autofreinage par friction des parties médianes 11 sur la paroi du conduit est également exclu du fait que le sens du coulissement du palier de support 19 est opposé au sens de déplacement du mandrin à l'intériur du conduit tubulaire. En conséquence, le mandrin est guidé de façon précise et coaxiale à l'intérieur du conduit tubulaire ce qui permet d'obtenir un revêtement dont l'épaisseur est cO uniforme et régulière et il est, de plus, possible de réa- liser un revêtement d'une faible épaisseur, par exemple, de 2,5 mm. On peut également réaliser des revêtements de plus grandes épaisseurs régulières en augmentant la diffé- rence entre le diamètre des corps de guidage 9 et celui des corps d'étalement 7, b. R. V L N D I 0. T I v X 1 - Dispositif en forme de mandrin pour revêtir la pa- roi intérieure de conduits tubulaires d'une couche en matière plastique durcissable qui est étalée à l'intérieur du conduit à l'aide du mandrin qui comporte au moins un corps d'étale- ment et au moins un corps de guidage avant et un corps de guidage arrière, caractérisé en ce que le corps de guidage (9) comporte au moins trois éléments de buidage élatiques et étroits (10) qui sont cintrés en forme de U et présentent chacun une partie médiane (11) avec des branches (12, q3) en forme de U aux deux extrémités ainsi que des zones de tran- sition arrondies (15) entre la partie médiane (i-) et les branches (12,13) en forme de U, en ce que les parties média- nes (11),servant au guidage du mandrin à l'intérieur du con- duit tubulaire en s'appliquant contre la paroi intérieure de ce dernier, s'étendent dans le sens axial du mandrin et sont décalées les unes par rapport aux autres dans le sensp&riphé- rique et en ce que les branches avant (12)en forme de U sont fixées au mandrin de façon indéplaçable dans le sens axial de ce dernier, tandis que les branches arrière (1)) en forme de U sont reliées au mandrin de façon à pouvoir coulisser dans le sens axial de ce dernier par l'intermédiaire d'un palier de support commun (). 2 - Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les corps d'etalement (7,b) et les corps de guida- ge (9) sont engagés sur une tige (1) et fixés sur celle-ci et en ce que les branches avant (la) en forme de U des élé- ments de guidage (10) sont fixées sur un corps tubulaire (17) qui est engagé sur la tige (1) tout en étant empêché de se déplacer axialement par une douille d'écartement (1b) également engagée sur la tige (1) et sur laquelle est monté pour coulisser axialement un autre corps tubulaire ('lû) au- quel sont reliées les branches arrière (13) en forme de U des éléments de guidage (10).