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Procédé et dispositif pour la fabrication 'de tuyaux ou d'enveloppes tubulaires à partir de rubans @
Pour transformer des rubans en des tuyaux ou 'en des enveloppes tubulaires on peut, soit enrouler ces rubans en hélice 'sur '-on mandrin pusur le noyau à enrober (tige, câble etc.), soit tes faire passer longitudinalement par un ou deux anneaux successif?!., de diamètre décroissant, et de les replier ainsi en arc de cercle de telle sorte qu'on puisse coller leurs borda latéraux en un joint longitudinal.
Ce dernier procédé pour'la. fabrication de'.tuyaux permet une vitesse d'opération particulièrement grande et. un débit élevé ; jusqu'à présent il présentait toutefois l'inconvénient que le .collage ne.pouvait s'ogérer que suivant un joint très étroit parce que les barda du ruban une fois enduits de colle ne peuvent, plus glisser-,les uns sur'les autres .'.sur une zone plus large. Ce procédé ne permettait donc,,-que la fabrication de tuyaux ou d'enveloppes tubulaires destinés aux faibles charges mécaniques où un joint collé étroit suffisait aux exigences de l'utilisation pratique.
L'invention supprime cet inconvénient du procédé dit " longitudinal " et permet avec une simplicité surprenante d'obtenir par ce procédé particulière-
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ment rapide des joints collé''! d'une largeur quelconque qui peut éventuellement s'étendre même sur toute une deuxième couche et d'avantage, de aorte que l'on obtient ainqi deq tuyaux ou des enveloppes tubulaires dont l'homogénité et la résistance mécanique qont au moinq équivalenteq à celleq deq tubeq conqtruitq d'après l'ancien procédé d'enroulement en hélice où les couches qe recouvrent largement.
Conformément à l'invention on part de rubans qui se composent d'une matière laquelle n'est pas collante à la température normale mais devient collante à une température plus élevée (c'est-à-dire une matière dite " collante à chaud "), ou qui sont enduite d'une telle matière. Ces rubanq sont d'abord longitudinalement conformés en tubes à l'état froid, d'une manière connue en soi, l'opération étant conduite de telle aorte que les bords latéraux du ruban se recouvrent déjà sur un secteur large qui comprend éventuellement 360 et pluq. Ensuite, le tuyau ainsi formé, qui est enccre librement plié, est soumis à une extension radiale, de sorte que ses coucheq se superposent solidement, pour être enquite collé par chauffage.
D'après ce procédé on commence par plier le ruban à aec, de sorte qu'on peut superposer leq bordq aussi loin que l'on veut sans être gêné par les masses de colle interposée''! ; ce n'eqt qu'après la fin de cette opération de pliage que le ruban eqt rendu collant par chauffage, pour être en même tempe serré par couches sous l'influence d'une extension radiale.
L'invention est illustrée par le dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif. La figure 1 est un croquis d'ensemble d'un dispositif qui se prête à la réalisation du procédé selon l'invention. Le ruban 1, qui est constitué par exemple par de la cellulose acétylique (laquelle devient collante à 80 C environ) ou par de la cellulose hydratée avec un vernis collant à chaud comme, par exemple, de la gomme-laque fortement mélangée avec un ramol- lissant (tricrésylphosphate), eqt priq sur un rouleau 2 et passe par une série de calibres 3, 4 et 5 pour passer finalement à traverq un tube 6 au dispositif d'extension et de collage 7.
Derrière ce dispositif le tuyau ainsi formé traverse un tube 8 refroidi par eau d'où il ressort à l'état fini, pour être retiré au moyen d'organes de transport appropriés qoit graduellement, soit d'une manière continue. Leq calibreq 3, 4,5 sont représentés en vue de face à une échelle pluq grande à droite de la figure 1. Ils plient le ruban 1 de telle sorte que qeq borda se recouvrent progressivement, et que ce ruban prend finalement à l'intérieur du tube 6 une forme que la figure 2 représente schématiquement en coupe quivant a-b.
Le dispositif d'extenqion et de collage 6 peut être réalisé de manière diverse. Il est déterminant que la surface du ruban 1 à l'intérieur du diapo- itif devient d'abord légèrement collante par un chauffage préalable, de sorte que l'extension radiale du corps plié a pour effet un léger déplacement des couches superposées dans le sens deq flècheq P1 et P2 (cf.fig.2) ; ainqi, ceq couches se serrent solidement et se coincent en quelque sorte, pour s'encoller finalement sous l'effet de l'extension et du chauffage que l'on intensifie ensuite.
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La figure 3 montre une coupe d'un dispositif qui crée ceq conditions. A l'intérieur d'un boîtier 7 est maintenu par un tube 9, que l'on voit déjà sur la figure 1, un mandrin bombé 10 sur lequel arrive le ruban plié 1 dans le sens de la flèche P. En outre le boîtier 7 contient un élément chauffant électrique cylindrique 11 qui entoure le ruban 1 plié en tube, et rayonne la chaleur produite concentriquement vers l'intérieur en chauffant ainsi le ruban 1. Le mandrin est de préférence cannelé longitudinalement comme le montre le dessin en 10.
On empêche de cette façon que le ruban 1 plié en tube n'adhère à sa surface ; parfois il est indiqué de refroidir le mandrin par de l'air frais que l'on introduit à travers le tube-support 9 dans son intérieur et que l'on peut éventuellement laisser; sortir par des petits orifices 12, 13, 14 dans les creux des cannelures. Dans ce cas la chaleur rayonnée par l'élément chauffant 11 n'échauffe pratiquement que le ruban 1 et le colle d'une manière continue en un tube homogène..
La figure 4 montre un agencement particulièrement favorable du mandrin utilisé pour l'extenqion, où les résistances passives dues au frottement du mandrin sont réduites à un minimum. La surface de ce mandrin eqt recouverte de rubana sans fin 15 qui peuvent glisser longitudinalement par rapport à l'enveloppe fixe et rentrent par l'intérieur du mandrin ; ces rubans peuvent être confectionnés en des matières textiles de solidité convenable (toile, soie etc. ).
Afin de faciliter l'introduction et le remplacement de ces rubans, le mandrin proprement dit se compose d'une pièce centrale 16 et de deux pièces de fermeture 17,18 qui forment avec la pièce centrale des fentes 19,20 et 19a, 20a respectivement décalées les unes par rapport aux autres, fentes par lesquelles les rubanq 15, 15a sont ramenés à l'intérieur du mandrin. Le mandrin représenté au dessin est bombé de part et d'autre, à savoir, à l'avant pour tendre le ruban 1, qui est plié en tuyau et arrive dans le sens de la flèche P, dans une direction radiale de la manière qui a été décrite initialement, et à l'arrière pour faciliter le dégagement des rubans 15 de la surface intérieure du tuyau formé.
Lorsqu'il ne s'agit pas de donner au tuyau en formation un diamètre intérieur très exactement prescrit, on peut utiliser, au lieu d'un noyau fixe, un tampon pneumatique pour l'extension. Une telle disposition est représentée par la figure 5. Dans le boîtier 7 se trouvent, outre l'élément rayonnant 11, un calibre d'entrée 21 et un calibré de sortie un peu plus large 22. On introduit à travers le tube 9 de l'air qui est de préférence préchauffé et qui sort par leq orifices 23, 24. Sur le tube 9 sont montés, avant et après la zone de chauffage proprement dite x-y, deux fois trois disques circulaires 25,26,27 et 28,29,30 dont le diamètre n'est que de quelques dixièmes de millimètre inférieur àu diamètre intérieur du tuyau formé par le ruban 1 plié suivant une forme tubulaire.
Ces disques forment donc devant et derrière la zone de chauffage x-y une " écluse " double. Ces écluses étranglent le débit d'air de part et d'autre si fortement qu'une grande surpression se produit entre leq disques 27 et 28, laquelle produit, de la manière qui vient d'être décrite, un collage par surface.
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Si les pièces tubulaire que l'on fabrique conformément à l'invention ne doivent pas se former comme tuyaux autosustentateurs mais comme envelopper tubulaireq qui reposent solidement sur un noyau massif tel que, par exemple, un câble, on ne peut pas tendre le tuyau pendant le chauffage et le collage par un* élargissement de son diamètre intérieur. Dans ce cas il est indiqué de produire pendant le collage un rétrécissement du ruban à partir duquel on fabrique le tuyau ; ce rétrécissement produit alors un déplacement uniforme des différentes couches superposées et, par suite, un serrage régulier de ces couches, tel qu'il a été décrit ci-dessus en référence à la figure 2.
On peut obtenir un tel rétrécissement dans une série de matières, telles que, par exemple, la cellulose acétylique et la cellulose hydratée, en faisant d'abord absorber au ruban un certaine quantité d'humidité, par exemple au moyen d'un rebobinage danq une atmosphère saturée de vapeur d'eau), ce qui produit un certain allongement de la matière. Lorqque cette matière arrive ensuite pour le collage danq la zone de chauffage x-y, elle perd cette teneur en humidité et se rétrécit. Ce rétrécissement produit alors une extension qu'il faut considérer comme un renversement géométrique qui correspond à l'extension par élargissement que l'on a décrite en référence aux figures 2 à 9, et qui a pour effet de -serrer le tube en formation solidement qur le mandrin.
La figure 6 montre la disposition qu'il faut utiliser dans ce cas. Le câble 31, qui arrive dans le sens du tube 9 représenté par la figure 1, est entouré par le ruban 1 qui est plié comme un tuyau autour de ce câble comme noyau. A l'intérieur du boîtier 7, le,câble 31 passe avec le ruban 1 qui l'entoure et est traité de la manière indiquée à travers l'élément chauffant électrique 11.
Ainsi le ruban 1 devient collant à chaud et subit également un rétréciqqement par lequel ses couches, qui sont devenues collantes, se serrent fortement sur la surface du câble 31. Apres le boîtier 7 le câble parcourt avec son enveloppe tubulaire, qui en couvre maintenant solidement la surface, le tube de refroidissement 8 dont il est retiré d'une manière continue au moyen deq rouleaux de caoutchouc 32, 33.
Lorsqu'on produit le rétrécissement du ruban 1 à l'intérieur de la zone de chauffage x-y de la manière décrite par déshydratation, il est indiqué de munir le tube formé en-suite d'un vernis qui empêche une nouvelle absorption d'humidité. Cependant, dans des nombreux cas il est aussi possible de produire le rétrécissement voulu d'une autre manière que celle décrite qui consiste à supprimer un état de gonflage existant.
C'est ainsi que le celluloïd ainsi que certaines résines synthétiques vinyliques, notamment les polymérisats d'ester vinylique, possèdent la propriété de se rétrécir presque juqqu'à leurs dimensions initiales lorsqu'on les allonge à une certaine température qui eqt le plus souvent voisine de 80 à 100 C, pour les refroidir ensuite par saisisse- ment, et l'orsqu'on les réchauffe aprèq quelque temps à la même température.
Lorsqu'on veut utiliser cette propriété pour la préqente invention, on part d'un ruban 1 qui, de préférence, a déjà été étiré dans le sens de la largeur avant l'enroulement sur le rouleau 2 à la température critique correspondante que l'on peut déterminer empiriquement paur chaque matière, et saisi ensuite.
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Lorsqu'on fait passer un tel ruban à travers un dispositif suivant la figure 1, et que le dispositif d'extension et de collage 7 soit agencé conformément à la figure 6, ce ruban entoure solidement la -surface du câble 31 en formant une enveloppe tubulaire.
Le dernier procédé d'extension qui est basé sur un phénomène de retrait thermique peut évidemment être combiné aussi avec le procédé précédemment décrit qui consiste à tendre le tuyau en formation par extension radiale, en faisant arriver sur un mandrin bombé un ruban qui se rétrécit sous l'effet d'un échauffement. Il est vrai qu'il faut dans ce cas adapter les dimensions du mandrin au retrait qui se produira.
Le procédé, de l'invention peut d'appliquer évidemment aux feuilles dites " compoundées ", c'est-à-dire à des rubans qui se composent déjà de plusieurs couches de,la même matière ou de matières différentes, soit, par exemple, de clinquant métallique plaqué de papier, d'une combinaison d'une feuille en cel- luloqe hydratée avec une feuille en caoutchouc hydrochloré etc. C'est ainsi que les deux combinaisons se sont montrées indiquées particulièrement pour la fabrication, d'après le procédé de l'invention, des enveloppes de tubes destinées aux tubes en deux pièces en matière synthétique.
Dans le premier cas, on utilise de préférence une feuille timbrée avant le revêtement, c'est-àdire munie de cannelures, gaufrages etc. emboutis, parce que de telles feuilles montrent, dans les différentes opérations du procédé suivant l'invention, beaucoup moins de tendance à former des plis et des froissements disgracieux que des feuilles lisses et unies. Dans le second cas on obtient un tube transparent, et l'on a trouvé indiqué dans ce cas de préparer le revêtement que l'on pose sur la cellulose hydratée sous forme de vernis ou de feuille rapportée par laminage, en caoutchouc hydrochloré que l'on n'a hydrochloré que partiellement, par exemple jusqu'à 75 à 90 pour 100 (ce qui correspond à un accroissement du poids de 27 à 32,5 pour 100).
En effet, dans cette condition du dérivé de caoutchouc susmentionné, les couches du ruban 1 peuvent déjà glisser suffisamment les unes par rapport aux autres sans recevoir des fissures lor de la déformation nécessaire.
Lorsqu'on revêt les câbles (cf.fig.6) de rubana tissés que l'on peut éventuellement imprégner convenablement, leur susceptibilité de retrait dans le sens de la largeur peut être éventuellement assurée en utilisant pour la trame de ces rubans des fils en une matière qui se rétrécit à chaud, soit par exemple des filq en polymérisats d'ester vinylique qui ont été allongés à la température critique susmentionnée (dans ce cas environ 80 C) et saisi à l'état allongé.