Brevet FR2718509A1 — publié le 19951013

L'invention concerne la fabrication de tubes annelés à deux parois, c'est-à-dire comportant une paroi extérieure annelée et une paroi intérieure lisse. Elle concerne plus spécialement les tubes comportant, localement dans les zones de sectionnement en tronçons, des parties de dimensions diamétrales plus grandes pour former une tulipe et un embout de raccordement. De façon connue, et comme décrit par exemple dans FR-A-1 554 523, WO-A-88/05377 et WO-A-90/14208, le tube est formé entre, d'une part, un nez de refroidissement disposé dans le prolongement d'une tête d'extrusion à deux filières annulaires, et, d'autre part, les branches parallèles de deux chenilles, formées chacune par une succession de coquilles assurant la conformation de la paroi extérieure du tube et déplacées en synchronisme avec les paraisons provenant des filières. L'invention concerne plus particulièrement les conditions de fabrication des cannelures et des parties formant tulipe. Dans l'exposé qui suit, on appellera les pressions mises en oeuvre dans la zone de formation du tube - pression intérieure Pi, la pression régnant à l'intérieur de la paroi intérieure, - pression médiane Pm, la pression régnant entre les parois, - et pression extérieure Pr, la pression s'exerçant sur l'extérieur de la paroi extérieure. Depuis l'origine de ce type de fabrication et, par exemple, comme décrit dans FR-A-1 554 523, il est connu de réaliser les anneaux dans la paroi extérieure en faisant communiquer chacune des rainures des coquilles avec une source d'aspiration pour obtenir localement une pression extérieure Pe, inférieure à la pression atmosphérique, afin que les pressions, respectivement Pi et Pm, s'exerçant, respectivement, à l'intérieur de la paroi et entre les deux parois, et ayant des valeurs voisines à la pression atmosphérique, plaquent la paroi intérieure contre la paroi extérieure, sans pénétration dans les intervalles des annelures ainsi formées. Pour la formation de la partie en forme de tulipe, lors du passage des coquilles comportant l'empreinte de la tulipe au-dessus du début du nez de refroidissement, WO-A-88/05377 et WO-A-90/14208, donnent à la pression intérieure une valeur supérieure à la pression atmosphérique pour plaquer la paroi intérieure contre la paroi extérieure et plaquer les deux parois dans l'empreinte, comportant alors des évents de mise à l'air ou raccordés à une source de vide. Avec cette technique, l'air contenu entre les deux parois, et qui est à pression atmosphérique, doit normalement être chassé vers l'arrière au fur et à mesure du plaquage de la paroi intérieure contre la paroi extérieure plaquée contre l'empreinte. En pratique, il s'avère que bien souvent des bulles d'air restent incluses entre les deux parois, ce qui a pour inconvénient, de réduire la liaison entre les deux parois, et, lorsque la paroi extérieure est partiellement transparente, d'altérer l'aspect esthétique général du tube annelé. La présente invention a pour objet de fournir un procédé de fabrication qui remédie à ces inconvénients. Ce procédé consiste, pendant la réalisation de la tulipe, à modifier la valeur de la pression Pm entre les deux parois en l'amenant, d'une valeur voisine de celle de la pression intérieure Pi, restant constante, à une valeur proche de celle de la pression extérieure Pe régnant dans l'empreinte. A l'inverse de la technique actuelle, faisant varier la valeur de la pression intérieure dans la phase de formation de la tulipe, le procédé selon l'invention maintient une pression intérieure constante et fait varier la pression entre les deux parois. Cela permet de supprimer les inclusions de bulles d'air entre les deux parois, d'améliorer leur liaison et leur aspect esthétique et, par la conservation de la valeur de la pression intérieure, de maintenir en permanence un film d'air entre la paroi intérieure et le nez de refroidissement. Ce dernier avantage est particulièrement important car, en réduisant les frottements, il diminue considérablement la puissance électrique nécessaire de la chenille pour pousser les deux paraisons sur le nez d'extrusion. L'invention concerne également le dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé. Dans ce dispositif, du type comportant un nez de refroidissement avec des conduits internes amenant, d'une part, un débit de gaz à pression Pi entre la paroi intérieure et le nez de refroidissement, et, d'autre part, un débit de gaz à pression Pm entre les deux parois, au moins le conduit interne délivrant un gaz à pression Pm est raccordé, en amont du nez de refroidissement, à un moyen de distribution qui, lui-même raccordé à une source de gaz sous pression, à une mise à l'air et à une source de vide, est commandé par un automate. Avec ce dispositif, la mise en communication de la zone à pression Pm avec l'extérieur, pour l'amener à une valeur proche de celle de la pression atmosphérique, peut être précédée par une phase de mise en communication avec la source de vide, accélérant la baisse de pression et supprimant les délais de réaction consécutifs aux volumes des circuits et conduits. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui suit en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution du dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé. Figure 1 est une vue partielle en coupe transversale montrant la chaîne de coquilles dans la zone de la tête d'extrusion, Figures 2 et 3 sont des graphiques représentant les variations des valeurs des trois pressions lors du cycle de formation de la tulipe. A la figure 1, les références numériques 2, 3, 4 et 5 désignent différentes pièces annulaires et concentriques faisant partie de la tête d'extrusion et délimitant, entre elles, d'une part, un canal annulaire 6, débitant une paraison de matière synthétique constituant la paroi interne 7, et, d'autre part, un canal annulaire 8, débitant une paraison formant la paroi externe 9 d'un conduit annelé. L'élément axial 2 de la tête d'extrusion supporte, par l'intermédiaire d'une pièce de raccordement 10, un nez de refroidissement 12. Ce nez est alimenté en fluide de refroidissement par un conduit axial 13 disposé longitudinalement dans la pièce 2, plus précisément dans un alésage 14 de cette pièce. L'espace entre le conduit 13 et l'alésage 14 délimite une chambre annulaire 15, dont l'utilité sera précisée plus loin. De même, une chambre annulaire 16 est ménagée entre les pièces 3 et 4 constituant la tête d'extrusion. Cet ensemble est disposé à l'intérieur d'un tunnel formé par les deux branches parallèles de deux chenilles de coquilles, respectivement 18 portant les empreintes de formation des anneaux, et 18a, 18b et 18c de formation de la tulipe. Chacune des gorges 19 ménagées dans les coquilles est reliée par des perçages radiaux 20 à des circuits d'alimentation 22 débouchant en 23 du dos de chaque coquille. La pièce 24, contre laquelle glissent les coquilles dans la zone de formation du conduit annelé, est munie localement d'une rainure longitudinale 25 communiquant, par un conduit 26, soit avec l'atmosphère, soit avec une source de vide. De la sorte, la pression Pe du gaz emprisonné dans chacune des gorges 19 de l'une quelconque des empreintes par la paraison constituant la paroi externe 9, a, selon les conditions de fonctionnement de la machine, soit une valeur égale à la pression atmosphérique, soit une valeur inférieure à cette pression, si le conduit 26 est raccordé à une source de vide. La chambre annulaire 15 communique, par des perçages radiaux 27, avec le volume 28 délimité entre le nez de refroidissement 12 et la paraison formant la paroi intérieure 7 du conduit annelé. Cette chambre annulaire est alimentée par un conduit représenté schématiquement en 29 et à travers un distributeur 30, lui-même relié à une source 32 de gaz sous pression. En pratique, la pression intérieure Pi a une valeur de l'ordre de 1,4 bar, c'est-à-dire est supérieure de 0,4 bar à la pression atmosphérique. Selon l'invention, cette pression est constante pendant tout le fonctionnement du dispositif. Enfin, la chambre annulaire 16 communique sur l'aval par des usinages 33 avec le volume 34 délimité entre les deux paraisons. Sur l'amont, elle est raccordée, par un conduit 35, à un organe de distribution 36, lui-même raccordé, d'une part, à une source de vide 37, d'autre part, à une mise à l'atmosphère 38, et de plus, à une source de gaz sous pression 39. L'ensemble de ce circuit établit dans le volume 34 une pression Pm qui, selon une caractéristique essentielle de l'invention, est variable. De façon connue, pour la formation des anneaux du conduit annelé, et comme montré en D sur le diagramme des figures 2 et 3, la pression extérieure Pe est constante et a une valeur égale à la pression atmosphérique, tandis que les pressions respectivement intérieure Pi et intermédiaire Pm ont une valeur de l'ordre de 1,4 bar, c'est-à-dire supérieure de l'ordre de 0,4 bar à la valeur de la pression atmosphérique. Dans ces conditions, au fur et à mesure que la paroi 9 est débitée, elle est plaquée par la pression Pm dans les gorges 19 des coquilles défilant devant la tête d'extrusion, tandis que la paroi intérieure 7 est plaquée par la pression Pi sur les intervalles entre gorges, comme montré en A sur la partie droite de la figure 1. Avant d'expliquer la formation de la tulipe de raccordement à l'extrémité de chaque tronçon du conduit annelé, il est précisé que, sur la figure 1, cette formation s'effectue sur l'intervalle E, depuis la zone aval délimitée par le trait mixte T1 jusqu'à la zone amont délimitée par le trait mixte T2. Les traits mixtes S1, S2 indiquent le début des zones d'extrusion, respectivement de la paroi extérieure 9 et de la paroi intérieure 7. Avant que la zone aval T1 de l'empreinte de formation de la tulipe ne parvienne au début S1 de la zone d'extrusion, il est procédé au ralentissement de la vitesse de déplacement des coquilles et à l'actionnement du moyen de distribution 36, de manière à engager la réduction de la valeur Pm1 de la pression Pm entre les deux parois 7 et 9. De la sorte, lorsque la zone aval T1 vient au niveau de la zone d'extrusion S1 formant la paroi intérieure 7, la pression Pm a une valeur Pm2 sensiblement égale à la pression atmosphérique, c'est-à-dire est inférieure à la pression intérieure Pi. Grâce à cela, cette pression intérieure peut, comme montré en B sur la partie droite de la figure 1, plaquer la paroi 7 contre la paroi 9 en lui faisant épouser le profil interne des gorges 19 et en chassant, vers l'amont, le gaz inclus entre ces deux parois. On notera que l'abaissement de la pression Pm réduit, non seulement la résistance que rencontre la paroi 7 lorsqu'elle est soumise à la pression Pi, mais permet également de favoriser l'évacuation du gaz entre les deux parois. Grâce à cela, les deux parois sont parfaitement liées l'une à l'autre et, si la paroi extérieure est transparente ou translucide, elle ne laisse apparaître aucune bulle d'air emprisonnée entre ces deux parois, ce qui améliore l'aspect esthétique de la tulipe ainsi réalisée et la liaison entre les parois. Les graphiques des figures 2 et 3 montrent en F que, en fin de formation de la tulipe et avant que la zone T2 ne parvienne à la zone S2, le moyen de distribution 36 est actionné pour mettre en communication la chambre annulaire 16 avec la source de gaz sous pression 39, afin de faire remonter progressivement la pression Pm à sa valeur normale Pml de 1,4 bar. En pratique, le moyen de distribution 36 est actionné de manière que cette pression Pml de 1,4 bar soit atteinte lorsque la zone T2 aborde la zone S2. Bien entendu, dès que la zone T2 parvient en S2, la vitesse de défilement des coquilles est ramenée à sa valeur normale. Dans une variante, et pour accélérer l'abaissement de la pression Pm entre les deux parois 7 et 9, avant de mettre le conduit 35 d'alimentation de la chambre annulaire 16 en communication avec la mise à l'atmosphère 38, le moyen distributeur 36 raccorde ce conduit 35 avec la source de vide 37. Cet agencement permet de vider plus rapidement l'ensemble du circuit allant du moyen de distribution 36 au volume 34 délimité dans la tête d'extrusion. Le fonctionnement qui vient d'être décrit correspond au diagramme de la figure 2 montrant que la pression Pm est amenée à une valeur égale à celle de la pression extérieure Pe, c'est-à-dire égale à la pression atmosphérique. Le diagramme de figure 3 montre une variante consistant, dans la phase de formation de la tulipe, à raccorder en permanence le volume 34 avec la source de vide 37, pour amener la pression Pm à une valeur Pm3 inférieure à la pression atmosphérique, par exemple de l'ordre de 0,95 bar. Dans ce cas, la pression extérieure Pe peut avoir une valeur égale à la pression atmosphérique ou, comme représentée sur le diagramme, peut également prendre une valeur inférieure à la pression atmosphérique. Dans ce cas, le conduit 26, assurant l'alimentation des perçages 20 de chaque gorge 19 des empreintes, est raccordé à une source de vide. Enfin, les moyens de distribution 30 et 37 régissant l'alimentation des chambres annulaires 15 et 16 et déterminant la valeur des pressions Pi et Pm sont commandés par un automate réagissant à des capteurs détectant la position d'index disposés sur les coquilles. Ce dispositif simple est très efficace et peu coûteux à mettre en oeuvre. On notera que le maintien de la pression intérieure Pi a une valeur au moins égale à celle de la pression atmosphérique permet de maintenir en C, entre la paroi interne 7 et le nez de refroidissement 12, une pellicule de gaz, et notamment d'air, qui favorise le glissement de la paroi 7 sur le nez de refroidissement, sans trop influencer ce refroidissement. Cela réduit les frottements, et en conséquence, la puissance nécessaire pour déplacer le conduit annelé sur le nez 12. Cet avantage est très important car il permet de réduire, de manière substantielle, le coût de la machine, la consommation électrique, et en conséquence, le prix de revient du conduit annelé ainsi fabriqué. REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication de tulipes de raccordement sur des tubes annelés à deux parois, respectivement, intérieure (7) et extérieure (9), formées en continu entre un nez de refroidissement et deux chenilles de coquilles portant des empreintes (18) de formation des anneaux et des empreintes (18a, 18b, 18c) de formation des tulipes, chaque empreinte étant reliée à l'atmosphère ou à une source de vide, procédé consistant, lors de la réalisation de la tulipe, à soumettre la paroi intérieure (7) à une pression Pi de valeur supérieure à la pression atmosphérique, caractérisé en ce qu'il consiste, pendant la réalisation de la tulipe, à modifier la valeur de la pression Pm entre les deux parois (7, 9) en l'amenant, d'une valeur voisine de celle de la pression intérieure Pi, restant constante, à une valeur proche de celle de la pression extérieure Pe, régnant dans l'empreinte. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à engager la réduction de valeur de la pression Pm entre les deux parois avant que l'extrémité aval (T1) des empreintes (18a, 18b, 18c) de formation des tulipes vienne dans la zone d'extrusion (S1) de la paroi extérieure (9). 3. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il consiste à engager l'augmentation de la valeur de la pression Pm entre les deux parois avant que l'extrémité amont (T2) des empreintes de formation des tulipes vienne dans la zone d'extrusion (S2) de la paroi intérieure (7). 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il consiste à faire varier la pression Pm entre une valeur Pml de l'ordre de 1,4 bar, et une valeur Pm2 de l'ordre de 1 bar. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il consiste à faire varier la pression Pm entre une valeur Pml de l'ordre de 1,4 bar, et une valeur Pm3 de l'ordre de 0,95 bar. 6. Dispositif pour la fabrication de tulipes de raccordement sur des tubes annelés à deux parois, respectivement intérieure (7) et extérieure (9), comprenant, dans le prolongement d'une tête d'extrusion (2a, 5) débitant deux parois annulaires coaxiales et à l'intérieur d'un tunnel formé par les deux branches parallèles de deux chenilles de coquilles portant les empreintes (18) de formation des anneaux et celles (18a, 18b, 18c) de formation de la tulipe, un nez de refroidissement (12) comportant des conduits internes amenant, d'une part, un débit de gaz à pression Pi entre la paroi intérieure (7) et le nez de refroidissement (12), et, d'autre part, un débit de gaz à pression Pm entre les deux parois (7 et 9), caractérisé en ce qu'au moins, le conduit interne (16) délivrant un gaz à pression Pm est raccordé, en amont du nez de refroidissement, à un moyen de distribution (36) qui, lui-même raccordé à une source (39) de gaz sous pression, à une mise à l'air (38) et à une source (37) de vide, est commandé par un automate.