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On connait la fabrication de tubes ou de corps profilés, obtenus par extrusion et constitués en matières plastiques durcissables, par une opération à l'aide d'une filière à injection munie d'un mandrin. Les tubes ou corps extrudés n'ont toutefois qu'une résistance réduite et se dilatent déjà par l'effet d'une pression interne réduite, à un degré tel qu'ils deviennent poreux et cessent d'être étanches. -L'incorporation de fibres détachées dans la matière plastique ne peut remédier que très peu à cet inconvénient, car la présence de ces fibres détachées et non orientées n'augmente que faiblement la résistance à l'extension.
Par
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conséquent, on a déjà proposé de fabriquer ces tubes ou profilés creux en enroulant sur un mandrin des bandes en tissu ou fibres imprégnées de la matière plastique, au moins deux de ces bandes étant enroulées l'une sur l'autre en formant des hélices ayant des sens dtenroulement différents. Ces tubes se dilatent également par l'effet d'une pression interne en concordance avec l'extension élastique des armatures en fibres, de sorte que la limite de dilatation de la matière plastique est très rapidement dépassée.
L'invention a pour objet un corps creux en matière plastique renforcé par des fibres et obtenu par extrusion, qui reste absolument étanche même pour des pressions internes élevées, ce corps pouvant être fabriqué par une opération continue.
Conformément à l'invention, l'armature en fibre d'un corps creux en matière plastique renforcé par des fibres, obtenu par extrusion, est constituée par un tissu tubulaire soumis à une précontrainte dans le corps extrudé obtenu. Cette armature tubulaire peut être constituée par exemple à partir d'une bande tissée à plat, dont les bords longitudinaux rapprochés sont reliés entre eux par un fil. La liaison doit être assez solide pour que le joint d'about ne soit pas rompu par une traction agissant dans le sens radial.
Pour les armé. @res tissées, utilisées conformément à l'invention et dont les fils sont constitués par des fibres de verre relativement très longues, les fils, qui se croisent, sont perpendiculaires entre eux et placés, dans le corps creux extrudé final, dans le sens radial et dans le sens axial. Ce tissu tubulaire, soumis à une précontrainte, maintient la matière plastique à l'état tendu et ne subit pas d'extension, même sous une pression interne élevée, de sorte que les corps extrûdés, selon le genre
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du renforcement formé par le tissu tubulaire et selon la précontrainte choisie restent, en substance, étanches même quand ils subissent des pressions internes élevées.
Les nouveaux corps extrudés peuvent être fabriqués, d'une manière simple, par une opération continue quand on tire le tissu tubulaire, avec chaîne et trame, sur un mandrin dont la section transversale va en augmentant radialement et 'qui tend donc le tissu dans le sens périphérique, ce tissu étant, en outre, imprégné avec la matière. plastique que l'on fait durcir. Les fils du tissu qui se trouvent dans le sens axial sont également tendus, de sorte que le tissu, incorporé dans le corps extrudé, est soumis à une précontrainte aussi bien dans le sens axial que dans le sens périphérique.
Le choix du tissu tubulaire permet une fabrication continue car ce tissu, contrairement.à ce qui se produit avec des tissus tressés dans lesquels les fils sont placés en diagonale, ne se contracte pas quand il est soumis à une traction dans le sens axial et ne subit pas d'extension par l'effet d'une pression radiale, mais est soumis à une dilatation véritable des fibres.
Le dispositif pour fabriquer le nouveau corps extrudé peut être constitué par un mandrin sur lequel le tissu tubulaire est tiré, ce mandrin provoquant, sur une partie de sa lon- gueur, une extension du diamètre du tissu, cette partie étant entourée d'une enveloppe qui peut, avantageusement, être chauffée, le mandrin et l'enveloppe comportant des canaux d'injection débouchant dans le passage annulaire existant entre ces-pièces. L'enveloppe peut comporter, non seulement des canaux d'injection, mais également des canaux pour le passage d'un fluide chauffant. hvantageusement, la section transversale du mandrin va en diminuant vers son extrémité libre pour tenir compte du coefficient de contraction de la
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matière plastique pendant le durcissement de celle-ci.
L' épaisseur de l'intervalle annulaire, existant entre le mandrin et l'enveloppe, correspond à l'épaisseur de la paroi du corps extrudé.
Les dessins ci-annexés montrent, à titre d'exemple et schématiquement, un mode de réalisation de l'invention.
Les figures 1 et 2 montrent, respectivement en plan et en. coupe transversale, une partie d'un tissu tubulaire.
La figure 3 montre, en élévation (partie en coupe axiale et parties arrachées), un dispositif convenant à la mise en oeuvre de l'invention.
La figure 4 montre, en coupe axiale, un mandrin central d'une variante du dispositif convenant à la fabrication des corps extrudés en matière plastique.
On donne à la bande de tissu, constituée par des fils de chaîne 1 et des fils de trame 2, la forme d'une armature tubulaire en reliant les bords longitudinaux de la bande entre eux par un fil 3. Les fils de trame 2 s'étendent dans le sens périphérique du tube à fabriquer et les fils de chaîne 1 sont placés dans la direction axiale du tube. Le fil de liaison 3 passe dans les mailles formées aux points d'inversion du fil de trame, alternativement dans une boucle-formée à un bord du tissu et.une boucle formée dans l'autre bord de celui-ci.
Pour la fixation, on peut également faire passer le fil de liaison autour des fils de chaîne extrêmes. Le tissu tubulaire peut également être formé par plusieurs couches séparées. Il est constitué de manière telle que le diamètre interne du tissu tubulaire formé soit plus petit que le diamètre interne du tube à obtenir.
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Le tissu tubulaire est soumis, dans la filière, à une traction axiale et subit également, en passant sur le mandrin dont le diamètre va en augmentant, des efforts agissant radialement, de sorte que les fils de trame 2 sont tendus dans le sens périphérique et les fils de chaîne 1 dans le sens axial.
L'extension du tissu tubulaire a lieu, dans ce cas, jusqu'à ce qu'il ait un diamètre intérieur correspondant à celui du tube final à obtenir.
Dans cette situation précontrainte, le tissu tubulaire est imprégnéavec une matière plastique durcissable et est enveloppé sur une épaisseur qui correspond à l'épaisseur de la paroi du tube à obtenir. Après durcissement de la matière plastique, le tissu tubulaire est débarrassé de la sollicitation axiale par traction et de la sollicitation radiale exercée depuis 1,'intérieur par le mandrin. Il existe donc une précontrainte axiale et radiale dans la matière plastique qui entoure et imprègne ce tissu, cette précontrainte s'opposant efficacement à l'extension et au déchirement de la matière plastique par la pression interne qu'elle subit ultérieurement au cours de l'usage.
Pour la fabrication continue du tube faisant l'objet de l'invention, on utilise avantageusement un dispositif analogue à celui de la figure 3. Celui-ci comprend un mandrin 6 supporté à une extrémité 7 qui comporte une bride de fixation 34 et dont le diamètre correspond à celui du tissu tubulaire 8 quand celui-ci est à l'état non tendu. Le diamètre de la partie médiane 9 du mandrin 6 va en augmentant jusqu'à avoir une valeur correspondant au diamètre intérieur du tube à obtenir. La partie 10 du mandrin a une forme légèrement conique.
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Les parties 9 et 10 du mandrin à sont entourées d'une enveloppe coaxiale 11 dont la forme est adaptée à celle de ces parties et dont le diamètre interne correspond au diamètre externe du tube¯à obtenir. L'enveloppe 11, qui est soutenue par les montants 36 et la plaque 37, c'est-à-dire indépendam- ment du mandrin, a son extrémité d'entrée 12 légèrement évasée et comporte, à proximité de cette extrémité, une chambré annulaire intérieure 13 raccordée', par des canaux 14, à une source de matière plastique sous pression. A une certaine distance de la chambre annulaire 13, l'enveloppe comporte des canaux 15 dans lesquels circule un fluide chauffant. On désigne par 35 une chambre annulaire pour un fluide refroidisseur. Par le refroidissement, on empêche que la polymérisation débute avec l'imprégnation du'tissu.
La longueur de l'enveloppe 11 et de sa partie qui comporte les canaux chauffants est choisie de manière telle qu'en tenant compte de la vitesse de passage du tissu'tubulaire, la matière plastique soit durcie ou commence à durcir à l'endroit où se fait la transition entre la partie 9 du mandrin, servant à la tension du tissu, et l'extrémité conique 10.
En regard de la chambre annulaire 13 de l'enveloppe Il se trouve une chambre. annulaire 16 du mandrin, qui est reliée par des trous 17 et un canal axial 18 avec la source de matière plastique sous pression.
On désigne par 40 des bagues dtusure, en une matière relativement dure, qui sont logées dans l'enveloppe et dans le mandrin à proximité des chambres annulaires 13 et 16 pour empêcher une usure prématurée des bords existant en ces endroits. Les bagues peuvent être fendues ou constituées en deux pièces et comporter des saillies ou analogues propres à empêcher que les bagues soient entraînées dans la @ direction axiale.
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Le tissu 8, formant armature, est déroulé, suivant une couche simple ou multiple, à l'état aplati d'une bobine 19 et est amené à la partie 7 du mandrin 6, en.formant un tube sur cette partie par la liaison par couture des bords longitudinaux du tissu, à l'endroit 20 où ils viennent en contact. Le tube en tissu, ainsi,formé, est ensuite tiré dans l'intervalle annulaire existant entre le mandrin et l'enveloppe 11. A cet effet, on retire, au début de la fabrication, le mandrin hors de l'enveloppe et on engage le tube tissé suffisamment sur le mandrin pour qu'il dépasse celui-ci d'une certaine longueur. On introduit à nouveau le mandrin dans l'enveloppe et on fixe l'extrémité libre du tube tissé dans une tête de traction 21 qui peut être déplacée suivant l'axe du mandrin en s'écartant de celui-ci.
Le tissu du tube est montré sur la figure 3 comme étant arraché, pour que l'on puisse voir les détails du mandrin.
Après introduction du tube tissé dans le dispositif, on fait intervenir la source de matière plastique sous pression et on met en marche le mécanisme actionnant la tête de traction 21. Le tissu tubulaire est ainsi tiré, à une vitesse constante, sur le mandrin 6 et est tendu sur la partie 9 de celui-ci dans le sens périphérique pendant qu'il se produit également une tension dans le sens axial par le mouvement d'avancement de la tête de traction 21 sur laquelle agit un câble de traction 39. Pendant le passage dans l'intervalle annulaire entre le mandrin 6 et l'enveloppe 11, le tissu tubulaire est imprégné complètement et entouré par la matière plastique qui sort des chambres annulaires 13 16.
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La matière plastique durcit entièrement dans le dit intervalle annulaire et la vitesse d'avancement de la tête de traction est choisie de manière telle que la matière plastique soit durcie complètement quand le tube, formé de cette manière, quitte l'extrémité j8 du mandrin 6. Le faible amincissement conique de l'extrémité 10 du mandrin permet la contraction de la matière plactique par le durcissement de ceile-ci.
L'extrémité du mandrin est arrondie en 38 pour'faciliter le dégagement du tube.
Pour la variante montrée sur la figure 4, le mandrin 6 comporte, en aval de la chambre annulaire 16, une tête 22 en une matière élastique, par exemple en caoutchouc ou analogue, cette tête ayant la forme d'un corps creux et étant remplie par un canal 42, d'un fluide sous pression. La paroi frontale 23 de la tête 22 porte, à l'aide d'une plaque de serrage 24, un tige de traction 25 traversant un passage axial 2b du mandrin 6 et sur laquelle est engagé un ressort tendeur 29 intercalé entre un écrou 27 vissé sur l'extrémité de la tige et un épaulèrent 28 du mandrin.
Un manchon coulissant 30 porté par la plaque de serrage 24 et guidé, avec interposition de joints annulaires 31, dans le passage 26 du mandrin 6, entoure la tige 25. La tension du ressort 2; est réglable à l'aide de l'écrou 27, de manière telle que la tête 22 puisse, sous l'effet de la poussée due à la contraction de la matière plastique qui durcit sur celle-ci, céder du degré voulu dans ch-que cas. La paroi frontale 23 comporte une languette annulaire évasée 32. Pour ce mode de réalisation, les différents canaux 17 sont reliés à la source de matière plastique sous pression.
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En utilisant un corps creux, en une matière élastique comme partie finale du mandrin, il est avantageux et dans de nombreux cas même indispensable, de recouvrir le caoutchouc ou analogue d'un revêtement 41 en une matière à laquelle n'adhère pas la matière plastique utilisée pour 1'imprégnation.
Le revêtement 41 peut, par exemple, être constitué par du tétrachloréthylène connu sous la marque de fabrique "Teflon".
Pour que la formation de la paroi du corps creux extrudé ne soit pas troublée par des inclusions d'air, il est avantageux d'établir, en amont de la chambre annulaire 16 de l'enveloppe (dans le sens du déplacement du tissu) et, le cas échéant, également en aval de cette chambre, des canaux d'aération qui peuvent être reliés à un dispositif dtaspiration La matière plastique, qui s'écoule éventuellement par ces canaux, peut être ramenée au dispositif.
Si l'on veut fabriquer des tubes relativement longs, il @ est avantageux d'attirer, à l'aide de la tête de traction, uniquement 'le tissu tubulaire introduit avec le mandrin au début de la fabrication, et d'utiliser, dès qu'une partie du corps creux extrudé, constitué par l'armature en tissu et la matière plastique, apparaît à la sortie du dispositif, un mécanisme de traction fonctionnant d'une manière continue, par exemple des rouleaux agissant sur le tube ou analogue, en matière plastique.
Pour pouvoir découper les tubes en tronçons ayant la longueur voulue, on fait avantageusement intervenir un mécanisme qui se déplace à la vitesse du tube et comporte une lame coupante rotative en acier.
Comme matière utilisée pour imprégner et recouvrir le tissu d'armature, conviennent les matières plastiquesles
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plus diverses, par exemple des matières thermoplastiques connues également sous le nom de résines moulables.
Comme tissu d'armature on se sert, de préférence, d'un tissu solide constitué, par exemple, par des fils ou fibres de verre relativement longs, dénommés t'dans fi@".
Quand on utilise, par exemple, des résines à base de polyesters, on a recours à un tissu en verre exempt d'alcali.
Pour un tube, dans lequel doit circuler un fluide à environ 85 , il est avantageux d'utiliser une matière plastique qui, en étant complètement durcie (ou complètement polymérisée), a une résistance à la chaleur de 190 par exemple.
Cette condition est satisfaite, par exemple, par un résine à base de polyester à l'état moulable.
Le tube, fabriqué conformément à l'invention, a non seulement un poids réduit mais aussi une résistance extraordinaire. Des tubes, ayant un diamètre de 300 à 600 mm. et une épaisseur de paroi de l'ordre de 5 à 7 mm., peuvent supporter 100 atm (kg/cm2) comme pression interne. La partie constitutive formée par l'armature en tissu peut correspondre à 60 à 65% en poids ou pius de l'ensemble du tube.
De la même manière, on peut fabriquer des profilés extrudés quelconques en matiere plastique avec armature précontrainte en tissu et, pour le but poursuivi par l'invention, il suffit que l'armature en tissu soit précontrainte principalement transversalement par rapport au profilé extrudé et dans la direction longitudinale de celui-ci.