Brevet FR2758107A1 — publié le 19980710

Procédé et dispositif pour la fabrication de tuyaux ramifiés par extrusion,et les tuyaux résultant de leur mise en oeuvre. La présente invention concerne un dispositif et un procédé pour l'extrusion de tuyaux ou tubes pourvus d'au moins deux embranchements ou dérivations. Elle vise également les tuyaux ramifiés, souples ou rigides, obtenus par la mise en oeuvre de ces dispositif et procédé, tels que, par exemple, les tuyaux souples de transport de fluides divers, liquides ou gazeux, voire pulvérulents, soit pour les acheminer jusqu'à deux ou plus de deux points d'utilisation à partir d'une source d'approvisionnement unique, soit dans Le but de mélanger, dans un tuyau de distribution unique, des produits provenant de deux ou plus de deux sources. Les procédés d'extrusion et les extrudeuses classiques mis en oeuvre pour le travail des matières plastiques, permettent de réaliser soit un seul tube, soit deux tubes simultanément (bi-extrusion), mais ne permettent pas de réaliser, en continu, c'est-à-dire sans arreter la production ni le cycle d'extrusion, des tuyaux comportant deux ou plus de deux subdivisions, ou inversement deux tuyaux ou plus de deux tuyaux se fondant en un unique tuyau de diamètre plus important. Jusqu'à présent, la réalisation de circuits du type susmentionné s'obtient donc en raccordant un tuyau principal, au moyen d'un raccord approprié, par exemple du type té de raccordement, à deux ou plus de deux tubes de dérivation, l'assemblage de ces composants étant réalisé de différentes façons (emmanchement à force, vissage, collage, etc.). Généralement, ces assemblages sont réalisés par les installateurs ou les utilisateurs, de sorte que la situation exposée ci-dessus entraine de nombreux inconvénients, tels que - pour les fabricants - la fabrication, au moyen de machines de moulage différentes, des composants des circuits (tuyau principal et tuyaux secondaires, d'une part, et raccords, d'autre part), ce qui allonge les temps de fabrication et augmente l'importance des investissements nécessaires ; - le stockage séparé de ces différents composants, ce qui complique les interventions liées à ce stockage et à l'expédition desdits composants aux revendeurs ou aux utilisateurs ; - pour les utilisateurs - un coût relativement élevé ; - des problèmes de stockage séparé des composants; - un temps consacré à l'assemblage correct et sûr de ces composants pour la réalisation d'un circuit. L'invention a donc notamment pour objet un procédé et un dispositif permettant de réaliser, en continu, sans arrêter la production ni le cycle d'extrusion, des tuyaux ramifiés pouvant avoir des formes, sections, épaisseurs et longueurs diverses. Selon l'invention, ce but est atteint grâce à un procédé suivant lequel on dispose, à la sortie de la filière de la tête à tube d'une extrudeuse, une deuxième filière effaçable constituée d'au moins deux parties mobiles aptes à être rapprochées ou éloignées l'une de l'autre, et en ce que L'on installe, dans ladite tête à tube un poinçon principal présentant au moins deux poinçons diviseurs s'étendant parallèlement hors de la filière principale à partir de l'extrémité dudit poinçon principal, lesdites parties mobiles de la filière supplémentaire étant conformées de sorte que leur rapprochement créé une division de la section de sortie de la filière principale en constituant deux filières supplémentaires autour des poinçons diviseurs, permettant l'extrusion simultanée de deux tubes, tandis que l'écartement desdites parties mobiles de la filière supplémentaire permet de supprimer la division de la section de sortie de la filière principale et l'extrusion d'un tube unique. La tête à tube selon l'invention est remarquable en ce qu'elle comprend - d'une part, une deuxième filière disposée, de manière effaçable, à la sortie de la filière principale de ladite tête à tube, cette filière supplémentaire étant constituée d'au moins deux parties mobiles aptes à être rapprochées ou éloignées l'une de l'autre, lesdites parties mobiles étant conformées de manière à créer, en position de rapprochement, une division de la section de sortie de la filière principale et à former au moins deux filières diviseuses, et, - d'autre part, un poinçon principal présentant au moins deux poinçons diviseurs s'étendant, parallèlement, hors de la filière principale, à partir de l'extrémité dudit poinçon principal. La mise en oeuvre du procédé et du dispositif selon l'invention permet de réaliser, en continu et alternativement, un monotube de n'importe quelles formes, dimensions, ou épaisseurs, avec une longueur choisie et, ensuite, sans arrêter la production ni le cycle d'extrusion, en continu, des multitubes de formes, dimensions et épaisseurs quelconques, identiques ou différentes entre eux, avec une longueur choisie, ledit monotube et lesdits bitudes se trouvant reliés en continuité, sans utilisation de raccords. On conçoit qu'il est ainsi possible de fabriquer, rapidement et de manière très économique, des tuyaux ou tubes ramifiés, souples, semi-rigides ou rigides et présentant des caractéristiques de formes, dimensions, épaisseurs et longueurs variées, ce qui simplifie les problèmes d'approvisionnement en matière première, de fabrication, de stockage, d'expedition et de montage. Les buts, caracteristiques et avantages ci-dessus et d'autres encore, ressortiront mieux de la description qui suit et des dessins annexés dans lesquels : La figure 1 est une vue en coupe longitudinale de la tête à tube réalisée selon l'invention dont la filière supplémentaire est représentée en position fonctionnelle. La figure 2 est une vue en coupe suivant la ligne 2-2 de la figure 1. La figure 3 est une vue semblable à la figure 1 et montrant la filière supplémentaire en position effacée inactive. La figure 4 est une vue semblable à la figure 3 et montrant le moulage d'un monotube. La figure 5 est une vue en coupe selon la ligne 5-5 de la figure 4. La figure 6 est une vue semblable à la figure 2 et montrant le moulage simultané de deux tubes. La figure 7 est une vue en coupe selon la ligne 7-7 de la figure 6. La figure 8 est une vue semblable à la figure 6 et montrant l'extrusion d'un monotube à la suite d'un bitube et en situation de continuité avec ces derniers. La figure 9 est une vue de détail, à plus grande échelle, et selon la ligne 9-9 de la figure 8. La figure 10 est une vue de détail, à plus grande échelle et selon la ligne 10-10 de la figure 4. La figure 11 est une vue de face de l'une des parties mobiles de la filière supplémentaire multisortie. La figure 12 est une vue en coupe selon la ligne 12-12 de la figure 11. La figure 13 est une vue partielle et en coupe transversale illustrant la chambre de répartition ménagée dans la face interne des parties mobiles de La filière supplémentaire multi-sortie. La figure 14 est une vue partielle illustrant l'extrémité distale du poinçon. La figure 15 est une vue en plan de la figure 14. On se reporte auxdits dessins pour décrire un exemple intéressant, bien que nullement limitatif, de mise en oeuvre du procédé et de réalisation du dispositif d'extrusion selon l'invention. Ce dispositif, constitué par une tête à tube, par exemple du type "tête droite" ou du type "tête d'équerre", peut être installé à la sortie d'une extrudeuse telle que, par exemple, extrudeuse monovis, extrudeuse double-vis, extrudeuse multivis, ou autres, dont il n'est pas nécessaire de décrire les différents organes et le fonctionnement qui sont bien connus de l'homme de l'art, familiarisé avec Le travail des matières plastiques. On a représenté, sur les dessins, le corps de tête d'extrusion 1, la filière principale 2, la bride de fixation 3 de la filière 2 sur ledit corps 1, le porte-poinçon 4 monté fixement, de manière connue en soi, à l'intérieur du corps 1. Les traits d'axes longitudinaux 5 figurent les emplacements des vis assurant le blocage de la filière principale 2 dans la direction axiale, tandis que Les traits d'axes radiaux 6 représentent les emplacements des vis de pression assurant le centrage de ladite filière. Selon une disposition caractéristique de l'invention, l'organe intérieur de la tête d'extrusion est constitué d'un poinçon principal 7 rattaché au porte-poinçon 4 par l'intermédiaire de son extrémité proximale (en considérant le sens d'avancement de la matière plastique) et d'au moins deux poinçons diviseurs espacés 8a, 8b s'étendant parallèlement en direction longitudinale, à partir de l'extrémité distale dudit poinçon principal 7. Le poinçon principal 7 est logé à l'intérieur de la filière principale 2, tandis que les poinçons diviseurs 8a, 8b s'étendent hors de ladite filière, en direction de l'extérieur. Selon une autre disposition caractéristique de l'invention, une deuxième filière 9A-9B est disposée à la sortie de la filière principale 2. Cette filière supplémentaire est constituée d'au moins deux parties mobiles 9A, 9B, aptes à être rapprochées ou éloignées l'une de l'autre, lesdites parties étant conformées de manière à créer, en position de rapprochement et de jonction, une division de la section de sortie de la filière principale et à former au moins deux filières diviseuses 10A, 108. Les deux parties mobiles 9A, 9B de la multifilière effaçable peuvent être avantageusement identiques, comme illustré sur les dessins. Suivant t'exemple illustré, on a représenté une multifilière effaçable constituée par une bifilière permettant l'extrusion simultanée de deux tubes T1, T2, mais on souligne que les parties mobiles 9A, 9B pourraient être conformées de façon à constituer lors de leur jonction, plus de deux filières diviseuses, par exemple trois filières diviseuses, ou plus, l'ensemble poinçon comportant, bien entendu, dans ce cas, un nombre correspondant de poinçons diviseurs. Selon L'exemple représenté, la section de sortie de l'ensemble : filière principale 2-poinçon principal 7 présente une forme oblongue, tandis que la section de sortie des ensembles filières diviseuses 10A, 1OB-poi nçons diviseurs 8a, 8b est circulaire. Il est évident cependant que ces sections de sortie pourraient avoir d'autres formes, tandis que les sections de sortie de la multifilière peuvent être identiques ou non. L'extrémité de sortie 2a de la filière principale 2 et la face interne des parties mobiles 9A, 9B de la multifilière 9A-9B sont agencées de manière complémentaire, de façon à autoriser un guidage précis desdites parties mobiles, lors de leurs mouvements de rapprochement ou d'effacement. Par exemple, l'extrémité distale 2a de la filière principale 2 présente latéralement, des surfaces de guidage parallèles opposées 11, orientées perpendiculairement à l'axe de ladite filière. D'autre part, les parties mobiles 9A, 9B comportent dans leur face interne plane appliquée contre la face externe 2b de l'extrémité distale 2a de la filière principale 2, un évidemment 12 débouchant sur le bord de jonction desdites parties mobiles, ledit évidement étant délimité, latéralement, par des surfaces de guidage parallèles 13. La distance séparant les surfaces de guidage 11 de l'extrémité distale de la filière principale est sensiblement égale à la distance séparant les surfaces de guidage 13 des parties mobiles 9A, 9B, de sorte que ces dernières puissent coulisser sans jeu excessif, sur ladite extrémité distale. Des moyens sont prévus pour maintenir le fond plat 12a de l'évidement 12 des parties mobiles 9A, 9B, plaqué contre la face plane externe 2b de l'extrémité distale 2a de la filière principale 2. Ces moyens sont, par exemple, constitués par des Lumières oblongues 14 debouchant dans le fond de l'évidement 12 des parties mobiles 9A, 98, le grand axe de ces lumières oblongues étant orienté perpendiculairement au bord de jonction 9a desdites parties mobiles. Des vis figurées par les traits d'axes 15, se vissant dans des taraudages longitudinaux prévus dans La filière principale et traversant les lumières oblongues 14 permettent de plaquer les parties mobiles 9A, 9B contre la filière principale, tout en autorisant les mouvements de rapprochement et d'éloignement desdites parties mobiles. Le déplacement alternatif des parties mobiles 9A, 9B de la multifilière 10A-10B peut être assuré par des dispositifs hydrauliques, pneumatiques, mécaniques, ou électromécaniques, tels que, par exemple, des petits vérins (figurés par les traits d'axe et les flèches 16), ces dispositifs pouvant être commandés manuellement ou par des automates programmables. Les vérins 16 ou autres dispositifs assurant les mouvements de translation des parties mobiles 9A, 9B de la multifilière 10A-10B peuvent être rendus solidaires de ces dernières par vissage, lesdites parties mobiles comportant, dans leur partie centrale, un taraudage borgne 17 débouchant dans leur bord 9b parallèle à leur bord de jonction 9a, ce taraudage étant orienté perpendiculairement audit bord. Ce mode d'assemblage et la fixation des parties mobiles 9A, 9B sur la filière 2 au moyen des vis 15, permettent un montage amovible desdites parties mobiles sur la tête d'extrusion. Il est ainsi possible de remplacer, commodément et rapidement, une multifilière par une autre présentant, par exemple, un profil d'extrusion différent. Les bords de jonction 9a des parties mobiles 9A, 9B de la multifilière supplémentaire, présentent des échancrures 10a, 10b séparées par une paroi diviseuse 18 et disposées symétriquement, de sorte que lorsque lesdits bords se trouvent en contact, on obtient des ouvertures circonscrites constituant les filières diviseuses 1 OA, 10B de ladite multifilière, au centre desquelles se trouvent placés les poinçons diviseurs 8a, 8b, respectivement. Le bord de jonction 9a de chaque partie mobile 9A, 9B, peut comporter une dent 20 et une cavité 21 à surfaces pentées, disposées de part et d'autre des échancrures 10a, 10b, de manière à coopérer avec la cavité et la dent, respectivement, de l'autre partie mobile, afin de parfaire le centrage desdites parties mobiles, lors de leur jonction. Une chambre de répartition de la matiere plastique est ménagée entre la section de sortie de la filière principale 2 et l'entrée des filières diviseuses 10A, 10B de la multifilière. Par exemple, la paroi diviseuse 18 est conformée de manière qu'un espace 19 se trouve ménage entre son bord interne et la partie 7a de l'extrémité du poinçon principal 7 qui se trouve comprise entre les poinçons diviseurs 8a, 8b. A cet effet, le bord interne de la paroi diviseuse 18 présente une surface concave 18a, tandis que le bord de la partie 7a est effilé, et se trouve disposé à distance de la concavité 18a de la paroi 18, de sorte que L'espace 19 constitue une chambre de répartition en amont des filières 10A, 10B de la multifilière. On comprend que lorsque la multifilière est ouverte en position d'attente (parties mobiles 9A, 9B éloignées l'une de l'autre), la section de sortie de la tête d'extrusion correspond à la section de sortie de l'ensemble : poinçon principal 7-filière principale 2, de sorte que seul cet ensemble travaille et produit un tube unique ou monotube Tî (figures 4, 5 et 10). Par contre, lorsque la multifilière est fermée en position de travail (partie mobiles 9A, 9B placées au contact L'une de l'autre), la section de sortie de la tête d'extrusion est constituée par les sections de sortie des ensembles : poinçons diviseurs 8a, 8b - filières diviseuses 10A, 10B, de sorte que deux tubes T2, T3 ou bitubes, sont extrudés simultanément (figures 6, 7 et 9). Il est ainsi possible de fabriquer, en continu et alternativement, un tube ou monotube T1 de n'importe quelles formes, dimensions, épaisseur, ou longueur et, ensuite, sans arrêter la production ni le cycle d'extrusion, deux ou plus de deux tubes ou bitubes T2, T3, ..., pouvant avoir des formes, dimensions, épaisseurs et longueurs variées, et ainsi de suite, les monotubes T1 et les bitubes T2, T3 successifs communiquant entre eux. Le produit sortant de la tete d'extrusion est découpé pour constituer des tubes ou tuyaux ramifiés, en fonction de la destination de ces derniers qui entrent également dans le cadre de la présente invention. On conçoit que le dispositif et le procédé de l'invention permettent de fabriquer des tuyaux soupLes, semi-rigides ou rigides, à l'aide de toutes matières pouvant etre amenées dans un état de viscosité permettant leur mise en forme par extrusion, telles que la plupart des matières thermoplastiques. REVENDICATIONS 1. - Procédé pour la fabrication de tuyaux ramifiés, par extrusion, caractérisé en ce que l'on dispose, à la sortie de la filière (2) de la tête à tube d'une extrudeuse, une deuxième filière effaçable constituée d'au moins deux parties mobiles (9A, 9B) aptes à être rapprochées ou éloignées L'une de l'autre, et en ce que l'on installe, dans ladite tête à tube un poinçon principal (7) présentant au moins deux poinçons diviseurs (8a, 8b) s'étendant parallèlement hors de la filière principale (2) à partir de l'extrémité dudit poinçon principal (7), lesdites parties mobiles (9A, 9B) de la filière supplémentaire étant conformées de sorte que leur rapprochement créé une division de la section de sortie de la filière principale (2) en constituant deux filières supplémentaires (10A, 10B) autour des poinçons diviseurs (8a, 8b), permettant l'extrusion simultanée de deux tubes (T2, T3), tandis que l'écartement desdites parties mobiles (9A, 9B) de la filière supplémentaire permet de supprimer la division de la section de sortie de la filière principale (2) et l'extrusion d'un tube unique (T1). 2. - Dispositif pour la fabrication de tuyaux ramifiés, par extrusion, comportant une tête à tube constituée d'un poinçon (7) et d'une filière (2), caractérisé en ce que ladite tête à tube comprend encore - d'une part, une deuxième filière disposée, de manière effaçable, à la sortie de la filière principale de ladite tête à tube, cette filière supplémentaire étant constituée d'au moins deux parties mobiles (9A, 9B) aptes à être rapprochées ou éloignées L'une de l'autre, lesdites parties mobiles (9A, 9B) étant conformées de manière à créer, en position de rapprochement, une division de la section de sortie de la filière principale (2b) et à former au moins deux filières diviseuses (10A, 10B), et, - d'autre part, au moins deux poinçons diviseurs (8a, 8b) s'étendant, parallèlement, hors de la filière principale (2) à partir de l'extrémité dudit poinçon principal (7). 3. - Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'extrémité (2a) de la filière principale (2) et la face interne des parties mobiles (9A, 98) de la multifilière (1OA-1OB) sont agencées de manière complémentaire, de façon à autoriser un guidage de ces dernières, lors de leurs mouvements de rapprochement et d'écartement. 4. - Dispositif suivant l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que la tête d'extrusion comporte des moyens (14, 15) permettant de plaquer les parties mobiles (9A, 9B) de la multifilière (1OA-1OB) contre la face plane externe (2b) de l'extrémité de sortie (2a) de la filière principale (2). 5. - Dispositif selon L'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (16) assurant les mouvements de rapprochement et d'éloignement des parties mobiles (9A, 9B) de la multifilière (1OA-1OB), ces moyens étant, par exemple, constitués par des vérins (16) reliant lesdites parties mobiles (9A, 9B) à un organe fixe (3) de la tête d'extrusion. 6. - Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que les parties mobiles (9A, 9B) de la multifilière (10A, 10B) sont montées de manière amovible sur la tete d'extrusion. 7. - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérise en ce qu'une chambre de répartition (19) est ménagée entre la section de sortie de la filière principale (2) et les entrées des filières diviseuses (10A, 10B) de la multifilière (10A-10B). 8. - Dispositif suivant la revendication 7, caractérisé en ce que les échancrures (10a, 10b) constituant les filières diviseuses lorsque les parties mobiles (9A, 9B) de la multifilière sont rapprochées en position de jonction, sont séparées par une paroi (18) dont le bord interne présente une surface concave (18a), et en ce que le bord de la partie (7a) de l'extrémité du piston principal (7) comprise entre les poinçons diviseurs (8a, 8b) présente un profil effilé et se trouve disposé à distance de la surface concave (18a) de ladite paroi (18). 9. - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 8, caractérisé en ce que le bord de jonction (9a) de chaque partie mobile (9A, 9B) de la multifilière (1OA-1OB > comporte une dent (20) et une cavité (21) à surfaces pentees, disposées de part et d'autre des échancrures (10a, 10b) ménagées dans ledit bord de jonction, de manière à cooperer avec la cavite et la dent, respectivement, de l'autre partie mobile, afin de parfaire le centrage desdites parties mobiles (9A, 9B) lors de leur jonction. 10. - Tuyau ramifié, présentant un monotube (T1) et au moins deux bitubes (T2, T3) ou dérivations, caractérisé en ce qu'il est obtenu par la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, ou du dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 9.