Brevet FR2609932A1 — publié le 19880729

La présente invention concerne un procédé d'ex- trusion de tubes en matière plastique, selon lequel on fait passer un tuyau formé d'une matière plastique plastifiée en- tre un mandrin, un noyau possédant un diamètre sensiblement constant et constituant un prolongement dumandrin, etdes co- quilles constituant un moule entourant le mandrin et le noyau et se déplaçant successivement dans la direction longitudina- le du dispositif, et selon lequel on repousse le tuyau contre les surfaces des coquilles par moulage par compression, et des parties en forme de manchons sont formées dans le tuyau par refoulement de parties du tuyau dans des renfoncements ménagés dans les surfaces des coquilles et possédant une for- me correspondant à celle des parties en forme de manchons, ces parties en forme de manchons étant refoulées par compres- sion dans les renfoncements par le fait que la face intérieu- re du tuyau est soumise à une pression d'un fluide, qui est supérieure à la pression appliquée sur la face extérieure du tuyau. Les extrémités des tubes en matière plastique comportent souvent une partie dilatée, par exemple un manchon, à l'aide de laquelle les tubes peuvent être réunis pour for- mer une conduite continue. Souvent on utilise également des éléments formant prolongateurs. De tels éléments formant pro- longateurs sont de courts éléments de tubes dont les deux ex- trémités comportent un manchon. Actuellement on réalise les manchons d'une ma- nière générale en chauffant tout d'abord l'extrémité d'un tu- be, puis en la repoussant sur un mandrin possédant un diamè- tre supérieur au diamètre intérieur du tube, ce qui a pour effet que l'extrémité du tube est dilatée de manière à for- mer un manchon. L'extensionouladilatation peut être obtenue non pas au moyen d'un mandrin, mais au moyen d'un milieu sous pression, par le fait qu'on applique par compression l'extré- mité du tube contre un moule extérieur à l'aide du milieu, par exemple conformément à la demande de brevet allemand pu- bliée sous le N 1 801 179. Le milieu sous pression peut être un gaz ou un liquide. Les procédés de fabrication mentionnés précédemment sont lents et onéreux. Ces procédés sont lents parce que la fabrication de tubes s'effectue en deux étapes comprenant l'étape de formation d'un manchon incluant un chauf- fage, un moulage et un refroidissement. En outre les tubes doivent être amenés jusqu'à la machine servant à former les manchons et en être retirés. Ces procédés sont onéreux étant donné que les manchons sont habituellement réalisés à l'aide d'une machine automatique spéciale. En outre le chauffage de l'extrémité du tube requiert un apport d'énergie. Le fascicule de brevet US 4 003 685 décrit un dispositif pour fabriquer des tubes en matière plastique ondu- lés à l'aide d'un procédé de soufflage. Le dispositif compor- te une buse, un mandrin, un tube en position saillante et un bouchon prévu à l'extrémité du tube et servant à établir un contact avec la surface intérieure du tube. Le tube comporte des ouvertures de sorte que de l'air comprimé peut être injec- té par soufflage dans un espace compris entre la buse et le bouchon, d'o il résulte que le tuyau en matière plastique est repoussé par compression contre la surface du moule formé de coquilles. La surface de certaines des coquilles possède un renfoncement relativement important permettant la forma- tion de manchons dans le tube. Un inconvénient de ce dispositif réside dans sa structure complexe et dans l'action d'étanchéité non fia- ble du bouchon; en outre il n'est pas possible de former des tubes à deux couches, munis de manchons, selon ce procédé étant donné que la paroi intérieure prend une position en ren- foncement même en des emplacements o ceci n'est pas souhai- table. Le but de la présente invention est de fournir un procédé et un dispositif, à l'aide desquels on puisse for- mer des manchons dans des tubes en matière plastique, d'une manière nettement plus simple que cela n'était possible anté- rieurement. Le procédé conforme à l'invention est caractéri- sé en ce qu'un espace destiné à loger le milieu à haute Dores- sion à l'intérieur du tuyau est limité à la zone du renfonce- ment du moule grâce à des éléments d'étanchéité qui sont for- més au voisinage de la oaroi avant et de la paroi arrière du renfoncement, au moyen de la matière plastique disposée entre le noyau et les coquilles. Selon le procédé conforme à l'invention, aucun 1O type d'élément d'étanchéité n'est nécessaire dans le dispo- sitif étant donné que la matière plastique agit elle-même en tant qu'élément d'étanchéité pour l'espace logeant le mi- lieu à haute pression. C'est pourquoi le procédé peut être mis en oeuvre avec un coût réduit. Le mode d'obtention de l'étanchéité conforme à la présente invention est également extrêmement fiable étant donné qu'il n'apparaît aucune fuite. Dans la fabrication de tubes possédant une sur- face extérieure nervurée et une surface intérieure lisse, on peut mettre en oeuvre le procédé indiqué plus haut grâce au fait que la différence de Dression est créée lorsqu'une ner- vure de la coquille placée juste après le ren- foncement du moule est venue au niveau du ooint d'entrée de la matière plastique ou bien lorsque la nervure a dépassé ce dernier. De préférence la nervure doit être positionnée dans la zone du noyau. Etant donné que le renfoncement servant à for- mer la partie en forme de manchon est à une distance plus im- portante du mandrin, que ne l'est le reste de la surface des coquilles, la paroi d'une partie en forme de manchon terminée est habituellement plus mince que la paroi de la partie cons- tituant le tube. Dans des tubes nervurés, les parties en for- me de manchons ne comportent pas de nervures, ce qui compense l'amincissement à un certain degré. Si on le désire, on peut conserver pour la partie en forme de manchon une même épais- seur de paroi que celle de la partie formant tube, en faisant avancer les coquilles à une vitesse inférieure à la vitesse normale pendant la formation des parties du tube qui sont si- tuées dans la zone du renfoncement. On notera que l'épaisseur de la paroi des parties en forme de manchons, obtenu selon des procédés connus, est toujours inférieure à l'épaisseur de la paroi de la partie formant tube. La présente invention concerne également un dis- positif pour réaliser l'extrusion de tubes en matière plasti- que, comportant un mandrin sensiblement cylindrique, un noyau possédant un diamètre sensiblement constant et constituant un prolongement du mandrin, des coquilles entourant le mandrin de manière à former un moule et se déplaçant successivement le long d'une trajectoire sans fin, la surface des coquilles comportant au moins un renfoncement dont la forme correspon- dant à une partie en forme de manchon, une buse servant à dé- livrer un tuyau formé d'une matière plastique plastifiée entre le mandrin et le noyau et les coquilles, et des moyens ser- vant à repousser une partie du tuyau à l'intérieur du renfon- cement. Le dispositif conforme à l'invention est carac- térisé en ce que le noyau possède une longueur égale au moins à celle du renfoncement du moule dans la direction axiale du noyau. Conformément à l'invention, l'étanchéité de l'es- pace logeant le milieu sous pression s'établit d'elle-même lorsque le noyau possède une longueur égale au moins à celle du renfoncement du moule étant donné que l'espace défini en- tre la surface des coquilles du moule et le noyau est entiè- rement rempli par la matière plastique située au niveau de la paroi avant et de la paroi arrière du renfoncement. Ce dis- positif est simple étant donné qu'aucun élément d'étanchéité séparé n'est requis. Des moyens servant à repousser sous pression un élément de tuyau à l'intérieur du renfoncement peuvent être formés par un élément d'alimentation du milieu sous pression, disposé dans le noyau. En vue d'obtenir un fonctionnement fia- ble, il est avantageux que la distance entre l'élément d'ali- mentation et la buse d'amenée de la matière plastique soit par conséquent égale au moins à la longueur du renfoncement dans ladite direction. Sous sa forme la plus simple, l'élément d'ali- mentation du milieu sous pression peut être formé par une gor- ge périphérique ménagée dans la surface du noyau et communi- quant avec une source de surpression par l'intermédiaire d'un conduit dans lequel est installée une soupape. Sinon la partie du tuyau peut naturellement être repoussée par compression dans le fond du renfoncement au mo- yen d'une dépression ou d'un vide établi entre le tuyau et le fond du renfoncement. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description donnée ci- après prise en référence aux dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 est une vue générale d'un disposi- tif servant à fabriquer des tubes ondulés ou nervurés; - la figure 2 représente une vue en coupe lon- gitudinale à plus grande échelle d'un détail d'un dispositif utilisé pour la fabrication de tubes nervurés; - la figure 3 représente un tube nervuré à l'état terminé; et - la figure 4 représente une vue en coupe longi- tudinale d'un détail d'un 4i&poeitif tilisé pour la fabrica- tion de tubes formés de deux couches. Le dispositif représenté sur la figure 1 compor- te des coquilles 1 et 2 qui se déplacent le long de deux tra- jectoires sans fin et se rencontrent à l'intérieur de la zone délimitée par des rails de guidage 3 de manière à former un moule cylindrique. Un manchon d'extrusion 4 raccordé à une tête d'extrusion 6 d'une extrudeuse 5 pénètre dans le mou- le. La figure 1 montre de quelle manière un tube terminé 7 fait saillie hors de l'autre extrémité du moule formé par les - 6 coquilles. La figure 2 représente d'une manière plus détail- lée les parties du dispositif qui participent au moulage du tube. Un mandrin 8 possédant une partie rectiligne et une par- tie élargie de forme conique est installé sur l'axe central du dispositif, et un noyau 9 possédant un diamètre constant constitue un prolongement du mandrin. Des cavités (non repré- sentées) servant à recevoir un agent de refroidissement sont ménagées au niveau de la pointe d'extrémité du noyau. Le man- chon d'extrusion 4 et le noyau 9 définissent entre eux une buse annulaire 10 par laquelle une matière plastique plasti- fiée est amenée sous la forme d'un tuyau 11 à l'intérieur d'un espace formé entre les coquilles et le mandrin. Pour donner au tube une surface extérieure nervurée, l'a surface intérieu - re des coquilles comporte des nervures en forme d'anneaux 12, entre lesquelles sont formées des gorges 13 dans lesquelles la matière plastique est refoulée de manière à former des ner- vures 14. Comme représenté sur la figure 2, les gorges 13 des coquilles peuvent communiquer avec l'atmosphère par l'inter- médiaire du conduit 15 qui s'étend depuis le fond des gorges jusqu'à la surface extérieure des coquilles. Au moins un couple de coquilles comporte, à la place des nervures 12 et des gorges 13, un renfoncement plus large 16 dont les parois latérales et la paroi du fond corres- pondent, du point de vue de la forme, à la surface extérieure de la partieenfcmedemanchon du tube, en étant d'une manière générale toutes les deux plus profondes et plus longues, dans la direction axiale du dispositif, que les gorges 13. A son tour le noyau 9 comporte une gorge périphérique 17 ménagée dans sa surface, et un conduit 18 communiquant avec une sour- ce (non représentée) délivrant un milieu sous pression, comme par exemple de l'air, débouche dans la paroi latérale de la gorge 17. Le conduit 18 contient une soupape 19. La gorge 17 agit à la manière d'une barrière thermique entre la paroi chau- de du noyau, qui est la plus proche du mandrin, et la partie froide de l'extrémité libre du noyau. On voit sur la figure 2 que la matière plastique, qui remplit l'espace compris entre les coquilles et le noyau, forme des éléments d'étanchéité 20 et 21 à proximité de la paroi avant et de la paroi arrière du renfoncement, et que la distance entre la gorge 17 et le point d'étanchéité 21 est supérieure à la longueur du renfon- cement 16 dans la direction axiale du dispositif. La longueur du noyau dans la direction axiale eu: égale au moins à la lon- gueur du renfoncement 16 dans la même direction. Le dispositif représenté sur la figure 2 fonc- tionne de la manière indiquée ci-après. Pour fabriquer un tu- be en matière plastique nervuré, on envoie une matière plas- tique plastifiée sous la forme d'un tuyau 11, par l'intermé- diaire de la buse 10, dans l'espace défini entre les coquilles 1,2 et le mandrin 8. Lorsque les coquilles possédant des ner- vures et des gorges 12,13 au niveau de leurs surfaces sont situéesauniveaudela buse 10, comme représenté sur la figure 2, la matière plastique remplit complètement l'espace compris entre les coquilles et le mandrin, comme cela est également représenté sur la figure 2. Lorsque les coquilles 2 se dépla- cent vers la droite sur la figure 2, on obtient la formation d'un tube en matière plastique à paroi pleine comportant une surface extérieure nervurée et une surface intérieure lisse. Mais, lorsque le renfoncement 16 atteint la buse 10, le tuyau 11 n'est pas à même de remplir l'ensemble du ren- foncement, en raison du volume important de ce dernier, mais forme une couche qui est d'une épaisseur légèrement supérieu- re à l'épaisseur normale de la paroi autour du noyau 9, l'ac- croissement de l'épaisseur étant dû à l'omission des nervures 14. Ceci se poursuit jusqu'à ce que la buse 10 ait dépassé l'ensemble du renfoncement, et la formation d'un nou- veau tube nervuré commence. La figure 2 représente le cas o la buse 10 vient juste de dépasser le renfoncement 16, et o une gorge 13 placée juste après le renfonce- - ment a déjà été remplie par la matière plastique. Etant don- né que le tuyau 11 remplit par conséquent entièrement l'espa- ce situé entre les coquilles et le noyau avant et après le renfoncement au niveau des points 20 et 21, un volume iso- lé est formé au niveau du renfoncement 16. Une fois que la gorge 17 du noyau a dépassé la paroi avant du renfoncement, de l'air comprimé est injecté par soufflage entre le tuyau 11 et le noyau à partir de la gorge, comme l'indiquent les flèches, à la suite de quoi le tuyau, qui est appliqué con- tre le noyau, est repoussé contre les parois du renfoncement de la manière représentée sur la figure. L'air comprimé peut être envoyé en continu à partir de la gorge 17; cependant il est également possible de commander l'alimentation en air à l'aide d'une soupape 19 de manière que l'air soit envoyé uniquement lorsque le renfoncement 16 est disposé en face de la gorge. Les conduits 15 communiquant avec l'atmosphère per- mettent à l'air, qui a rempli le renfoncement, de s'évacuer de ce dernier en liaison avec le moulage de la partie formant manchon. La partie formant manchon est repérée par le chiffre de référence 22. Le tube formé à l'intérieur du dispositif est refroidi au moyen d'un liquide de refroidissement qui circule dans des conduits non représentés et ménages au niveau de l'extrémité libre du noyau 9 et dans les coquilles 1,2. La figure 3 représente une partie d'un tube fa- briqué à l'aide du dispositif conforme à l'invention. On dé- coupe un tube refroidi, dans la zone médiane de la partie en forme de manchon de manière à former deux tubes, une extrémi- té de chaque tube comportant un manchon. Comme cela ressort sur la figure, une gorge peu profonde 23 est disposée à l'in- térieur du tube au niveau de la zone de sectionnement. Cette gorge peut être obtenue aisément au moyen d'une conformation correspondante du fond du renfoncement. La gorge permet de repousser plus facilement l'extrémité d'un tube rectiligne dans le manchon. Si on le désire, on peut découper le tube à l'intérieur du dispositif au niveau de la gorge 23 en aug- mentant la pression intérieure régnant dans le tube jusqu'à une valeur pour laquelle la limite de rupture du tuyau est dépassée de sorte que la partie en forme de tuyau située dans la gorge est évacuée à travers les conduits 15. Au lieu d'utiliser de l'air comprimé ou bien en vue d'intensifier l'effet de l'air comprimé, on peut utili- ser un effet d'aspiration pour appliquer le tuyau sous pres- sion contre les parois du renfoncement 16, en raccordant les tubes 15 débouchant dans le renfoncement 16, à une source de vide. Le dispositif et le procédé conformes à l'inven- tion ont été décrits en référence à la fabrication de tubes comportant des parois planes et des nervures extérieures. Ce- pendant on peut également appliquer ce procédé à un disposi- tif destiné à fabriquer des tubes possédant des parois inté- rieure et extérieure lisses, ou bien des tubes possédant une paroi creuse formée de deux couches, la couche extérieure étant ondulée. Ce type de réalisation est représenté sur la figure 4. Le fonctionnement de ce dispositif correspond au fonction- nement du dispositif représenté sur la figure 2, à ceci près que l'air comprimé est appliqué à partir de la gorge unique- ment lorsque le renfoncement 16 est situé en face de la gorge, étant donné que, sinon, la paroi pourrait prendre une posi- tion en renfoncement. C'est pourquoi la différence de pression est établie lorsqu'une nervure 12 de la coquille située juste après le renf oncement du moule a atteint le noyau 9 et cette différence de pres- sion est supprimée avant que cette nervure 10 n'atteigne la gorge 17 du noyau. En dehors de l'air, le milieu appliqué à partir de la gorge 17 peut être constitué par n'importe quel autre gaz ou un liquide. Il faut également noter que, même s'il est avantageux, du point de vue du procédé de fabrication, que le tuyau ne soit pas appliqué sous pression contre les parois du renfoncement 16 jusqu'à ce que l'élément d'étanchéité 21 soit formé entre le renfoncement et la buse 10, il est éga- lement possible de construire le dispositif de manière que la distance entre la gorge 17 et la buse 10 soit inférieure à la longueur du renfoncement 16 dans la direction axiale du dispositif, afin que le moulage de la partie en forme de man- chon 22 commence déjà avant que la buse ait dépassé l'ensem- ble du renfoncement. Si on le désire, on peut supprimer les conduits 15. On peut donner à la paroi de la partie en forme de manchon 22 une épaisseur égale à celle de la paroi de la partie formant tube en faisant avancer les coquilles à une vitesse inférieure à la vitesse normale lorsque le renfonce- ment 16 est situé dans la zone de la buse 10, avec comme ré- sultat le fait que la couche de matière plastique située sur la surface du mandrin devient particulièrement épaisse dans la zone du renfoncement, pourvu que la matière plastique soit délivrée par la buse à une vitesse normale. Il faut également noter qu'il est possible de fabriquer des manchons doubles grâce à la présente invention, c'est-à-dire des éléments courts de tube comportant des manchons ouverts dans différentes di- rections à leurs deux extrémités. De tels manchons doubles sont utilisés en tant qu'éléments formant prolongateurs. il REVENDICATIONS 1. Procédé d'extrusion de tubes en matière plas- tique, selon lequel on fait passer un tuyau (11) formé d'une matière plastique plastifiée entre un mandrin (8), un noyau (9) possédant un diamètre sensiblement constant et constituant un prolongement du mandrin, et des coquilles (1,2) constituant un moule entourant le mandrin et le noyau et se déplaçant suc- cessivement dans la direction longitudinale du dispositif, et selon lequel on repousse le tuyau (11) contre les surfaces des coquilles (1,2) par moulage par compression, et des par- ties en forme de manchons (22) sont formées dans le tuyau (11) par refoulement de parties du tuyau dans des renfoncements (16) ménagés dans les surfaces des coquilles (1,2) et possé- dant une forme correspondant à celle des parties en forme de manchons, ces parties en forme de manchons étant refoulées par compression dans les renfoncements (16) par le fait que la face intérieure du tuyau (11) est soumise à une pression d'un fluide, qui est supérieure à la pression appliquée sur la face extérieure du tuyau, caractérisé en ce qu'un espace destiné à loger le milieu à haute pression à l'intérieur du tuyau (11) est limité à la zone du renforcement (16) du moule grâce à des éléments d'étanchéité (20,21) qui sont formés au voisinage de la paroi avant et de la paroi arrière du renfon- cement, au moyen de la matière plastique disposée entre le noyau (9) et les coquilles (1,2). 2. Procédé selon la revendication 1, utilisé pour la fabrication de tubes (7) possédant une surface ex- térieure nervurée et une surface intérieure lisse, caractéri- sé en ce que la différence de Dression est établie lorsque la nervure (12) des coquilles qui est située juste après le renfoncement du moule a atteint un point (10) d'entrée de la matière plastique ou dépassé ce point d'entrée. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la différence de pression est établie lorsque la- dite nervure (12) a atteint le noyau (9). 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les coquilles (1, 2) sont entraînées vers l'avant à une vitesse inférieure à la vitesse normale pendant la mise en forme des parties du tuyau devant être positionnées dans la zone du renfoncement (16). 5. Procédé selon la revendication 1, servant à fabriquer des tubes à deux couches corportant une surface extérieure ondulée et une surface intérieure lisse, caractérisé en ce que la différence de pression est établie lorsque la nervure (12) de la coquille située juste après le renfoncement du moule a atteint le noyau (9), et que la différence de pression est supprimée avant que ladite nervure (12) n'atteigne la source (17) délivrant le milieu sous pression, prévue dans le noyau. 6. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé conforme à l'une des revendications I à 5, pour l'extrusion de tubes en matière plastique, comportant un mandrin sensiblement cylindrique (8), un noyau (9) possédant un diamètre sensiblement constant et constituant un prolongement du mandrin, des coquilles (1, 2) entourant le mandrin de manière à former un moule et se déplaçant séquentiellement le long d'une trajectoire sans fin, la surface des coquilles comportant au moins un renfoncement (16) dont la forme correspond à une partie en forme de manchon (22), une buse (10) servant à délivrer un tuyau (11) formé d'une matière plastique plastifiée entre le mandrin (8) et le noyau (9) et les coquilles (1, 2), et des moyens (17) servant à appliquer une pression de fluide au tuyau afin de repousser une partie du tuyau ( 11) à l'intérieur du renfoncement (16), caractérisé en ce que le noyau (9) possède une longueur égale au moins à celle du renfoncement (16) du moule, dans la direction axiale du noyau. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens servant à refouler sous pression la partie du tuyau dans le renfoncement sont constitués par un élément (17) d'alimentation du milieu sous pression, disposé dans le noyau (9>. 8. Dispositif selon la revendication 7, caracté- risé en ce que la distance entre l'élément d'alimentation (17) et la buse (10) est égale au moins à la longueur du renfonce- ment (16) dans la même direction. 9. Dispositif selon la revendication 7, carac- térisé en ce que l'élément d'alimentation du milieu sous pres- sion est formé par une gorge périphérique (17) ménagée dans la surface du noyau, ladite gorge cmnmuniquant avec une sour- ce de surpression, par l'intermédiaire d'un conduit (18) dans lequel est installée une soupape (19). 10. Dispositif selon la revendication 6, carac- térisé en ce qu'il comporte des conduits (15) débouchant dans le renfoncement (16) et communiquant avec une source de vide.