CH280590A - Procédé de fabrication d'un tube à soufflets en matière thermoplastique, appareil pour la mise en oeuvre de ce procédé et tube obtenu au moyen de ce procédé. - Google Patents

Description

  



   Procédé de fabrication d'un tube à soufflets en matière thermoplastique, appareil pour la mise en oeuvre de ce procédé et tube obtenu au moyen de ce procédé.



   La présente invention comprend un procédé de fabrication d'un tube à soufflets en matière thermoplastique, un appareil pour la   mise en oeuvre    de ce procédé et un tube obtenu par ce procédé. Le polyéthylène est un exemple de matière thermoplastique qui, dans des conditions appropriées de température et de pression, peut tre extrudée en tubes ayant l'épaisseur et les dimensions désirées.



     Il,    y a une forte demande de tubes plastiques flexibles de différents diamètres et d'une épaisseur de paroi de quelques dixièmes de millimètre dans le domaine des emballages et autres domaines similaires. Pour sa  tisfaire    ces exigences, il faut principalement ; fournir les tubes en bobines et les munir sur les côtés de soufflets aplatis. Les soufflets doivent avoir des dimensions et une profondeur uniformes et égales. On a rencontré de grandes difficultés pour l'extrusion et le fatonnage en une opération continue de tubes satisfaisant à ces conditions et, en particulier, répondant aux limites étroites de tolérance concernant le maintien d'un diamètre et d'une épaisseur uniformes et d'une largeur   uni-    forme à l'état plié ou aplati avec des soufflets de profondeur égale et uniforme.



   La présente invention vise à surmonter ces difficultés et le procédé qu'elle comprend est caractérisé en ce qu'on extrude de façon eontinue une matière plastique par une filière annulaire pour former un tube, qu'on applique une pression de fluide à l'intérieur de la partie amont du tube, qu'on gonfle des parties successives du tube entre des rouleaux écartés destinés à fixer les dimensions du tube à des valeurs supérieures à son diamètre d'extrusion, qu'on gonfle le tube ainsi dilaté dans un passage de façonnage disposé de manière à former les soufflets, et qu'on aplatit le tube façonné avee lesdits soufflets.



   L'appareil pour la mise en oeuvre du procédé est caractérisé en ce qu'il comprend une filière tubulaire annulaire, un appareil d'extrusion pour extruder de façon continue la matière thermoplastique sous forme de tube par la filière annulaire, des moyens pour appliquer une pression de fluide à l'intérieur du tube pour gonfler des parties successives du tube, des moyens pour façonner des   souf-    flets dans le tube gonflé, et des moyens pour aplatir le tube façonné avec ses soufflets.



   Le dessin illustre le procédé et représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de 1'appareil pour la mise en oeuvre du procédé.



   Fig.   1    est une vue en élévation de profil de cet appareil.



   Fig.   2    est une vue en perspective, à plus grande échelle, de la partie de l'appareil de la fig.   1    servant à la formation des soufflets. 



   Fig. 3 est une vue latérale, à grande échelle, de la partie de l'appareil représenté à la fig.   1    servant à la formation des soufflets.



   Fig. 4 est une vue en coupe suivant la ligne   4-4    de la fig. 3.



   A la fig. 1, la forme d'exécution représentée comprend une filière D d'où peut tre extrudé de manière   enotinue    un tube à parois minces T. Un mécanisme d'extrusion approprié, représenté partiellement en E et pouvant comprendre des éléments de chauffage, d'homogénéisation et de production de pression, est prévu pour faire passer une matière plastique, telle que du polyéthylène, à travers la filière D dans des conditions appropriées de température, de pression et d'homogénéité.



   Une conduite sous pression 1 réglée par un robinet 2 traverse la filière D et sert à l'introduction d'un fluide approprié, par exemple de   l'air,    pour maintenir une pression déterminée à l'intérieur du tube T et dilater celui-ci jusqu'à un diamètre désiré.



   Le tube T sortant de la filière D est    refroidi par de l'air au moment où il passe à    travers un anneau ou cercle présentant des ajutages du genre bec de gaz papillon, montés sur une tubulure circulaire 6. Des pointeaux manoeuvrables à la main 5 permettent de régler individuellement l'air de refroidissement sortant par les ajutages 3 de la tubulure   eirculaire    6 qui est reliée à une source d'air comprimé, non représentée.



   Bien que pour la clarté du dessin, deux seulement des ajutages 3 soient représentés, il y en a en pratique un beaucoup plus grand nombre, par exemple vingt, régulièrement espacés sur le pourtour de la tubulure   annu-    laire 6. L'air sortant des ajutages 3 réduit la température et, par conséquent, la plasticité du tube extrudé. Un réglage différentiel des différents ajutages permet de régler l'uni  formité    d'épaisseur du tube soufflé. Ainsi, lorsque le tube est soufflé de façon   irrégu-    lière et qu'il se forme une place mince, l'introduction   d'un    peu plus d'air par l'ajutage 3 situé à cet endroit refroidit davantage cette partie du tube.

   Ce refroidissement supplé  mentaire réduit    la dilatation et l'amincissement de la partie atteinte et on obtient une plus grande uniformité d'épaisseur.



   On fait ensuite passer le tube   T    à travers une série de trois boîtes à air annulaires 7a,   7b    et 7c qui envoient de l'air de refroidissement directement sur le tube. On peut introduire dans les différentes boîtes à air 7a,   7b    et 7c de l'air sous une pression de quelques centimètres de colonne d'eau venant d'un collecteur 8 et d'un ventilateur 9. L'air ainsi in  troduit    dans les boites à air est débité sur le tube T par une série d'orifices 7 pouvant tre placés à des intervalles déterminés le long de la paroi périphérique intérieure de chaque boîte à air et réglée individuellement en grandeur par des registres coulissants 10 ou des vannes de réglage analogues.



   Un série de rouleaux horizontaux R et de rouleaux verticaux   R'pouvant tourner    librement, servent à supporter le tube et à régler ses dimensions. On dispose les rouleaux   R    et   R'transversalement    et tangentiellement à la périphérie du tube et ces rouleaux, ainsi pla  eés,    limitent le diamètre auquel le tube est soufflé, comme représenté à la fig.   1.   



   Après son passage à travers les boîtes à air 7a,   7b    et 7c et les rouleaux   R    et   R',    le tube est partiellement aplati par un dispositif à rouleaux comprenant une série de   rou-    leaux métalliques 11 placés par rapport au tube suivant deux lignes convergentes audessus et en dessous du tube.



   Le dispositif à rouleaux d'aplatissement du tube permet de maintenir une tension   longi-    tudinale et latérale sur le tube gonflé. Il comprend un châssis, désigné de façon générale par   12,    comprenant des montants d'angle verticaux 13 maintenus à une distance déterminée dans le sens longitudinal par des longerons supérieurs et inférieurs   14    et 15 et par des traverses d'écartement transversales   16.    Des entretoises d'angle 17 donnent au châssis la rigidité nécessaire.

   Les rouleaux 1. 1 sont montés rotativement respectivement dans des paires de longerons supérieurs et inférieurs 18 et 19, les longerons supérieurs étant maintenus à l'écartement désiré par des traverses avant et arrière 18a et   18b    et les longe   rons inférieurs étant    de mme maintenus par des traverses avant et arrière 19a et 19b.

   Les extrémités avant des châssis à rouleaux   18    et 19 sont supportées par les extrémités de chaînes 20, ces chaînes passant elles-mmes sur des pignons 21 fixés aux extrémités   d'un      arbre 29 monté rotativement'à l'avant    des longerons   14.    Une rotation dans le sens des aiguilles d'une montre (fig. 1) des pignons 21 actionne les chaînes 20 de manière à élever l'extrémité avant du longeron 18 des rouleaux supérieurs et abaisser simultanément   l'extré-    mité avant du longeron 19 des rouleaux   infé-    rieurs, de manière à augmenter dans la mme mesure la distance existant entre les longerons 18 et 19 et l'axe du tube T.

   Comme le montre le dessin, la rotation en sens inverse des aiguilles   d'nne    montre du pignon 21 diminue la distance entre les longerons à   rouleaux su-      périeurs    et inférieurs 18 et 19 de part et d'autre de   l'axe    du tube T.



   Les extrémités arrière des longerons 18 ei ; 19 sont supportées de la mme manière et on règle leur position par des chaînes 40 qui s'engagent sur des pignons 23 fixés aux extrémités d'un arbre transversal   24    monté rotativement sur les longerons 14.



   Pour assurer un refroidissement suffisant du tube et éviter ainsi qu'il adhère aux   rou-    leaux   11,    un refroidissement supplémentaire est créé par des ventilateurs semblables supérieur et inférieur 25 et 26 montés respectivement sur les châssis supérieur et inférieur 18 et 19 et dont l'air est dirigé par des cham  hres appropriées 25a    et   26a    vers les rouleaux supérieurs et inférieurs 11 et la partie du tube qui est engagée entre ces rouleaux.



   Une paire de rouleaux de traction P commandés tirent le tube   Y'à    travers les rouleaux 11 et le font passer dans un mécanisme de formation'de soufflets, désigné de   façon géné-    rale par G, qui sert à aplatir davantage le tube et, en mme temps, en coopération avec la pression intérieure de fluide maintenue par la conduite 1, à former des plis, doubles plis ou soufflets 27 sur les côtés du tube aplati, comme on le décrira plus en détail   ci-après.   



     Le    e tube aplati et muni de soufflets venant des rouleaux de traetion P, est enroulé en une bobine 28 sur un arbre commandé 29   d'un    mécanisme d'enroulement connu, non   repré-    senté.



   Le mécanisme de formation de soufflets   G    comprend un élément façonneur inférieur 30   et un élément faconneur supérieur    31 maintenus à distance l'un de l'autre et de manière à converger dans le sens du déplacement du tube, par des paires d'organes, supérieure et inférieure, en forme de coins 32 et   33.    Comme on le voit dans les fig. 2 et 3, les éléments   30    et 31 et les coins 32 et 33 sont fixés les uns aux autres de faqon réglable par des boulons et écrous 34.



   Dans la forme d'exécution représentée, les surfaces intérieures 32a et   33a    de chaque paire de coins 32-33 sont placées dans des plans verticaux parallèles écartés, situés à égale distance de l'axe central du tube   T    passant entre eux. Entre chaque paire de coins latéraux 32-33 sont intercalées des plaques 35 faisant saillie vers l'intérieur d'une   quan-    tité réglable à partir des parois latérales vers l'intérieur du passage, et qui présentent des bords intérieurs 35a arrondis et des fentes 36 à travers lesquelles passent les boulons 34.

   Les fentes 36 permettent le réglage des plaques   35    de manière que leurs bords 35a convergent sous l'angle voulu pour approfondir les replis ou soufflets 27 du tube   T    lorsque ce dernier se replie sous l'action des parois ou éléments façonneurs convergents supérieur et inférieur 30a et   31a,    et qu'il est maintenu à la largeur voulue par les parois latérales   32rut    et 33a.



   Des moyens sont prévus pour régler   laté-    ralement les positions des éléments en forme de coins 32 et 33 l'un par rapport à l'autre et par rapport aux éléments 30 et 31, afin de modifier 1'espace ou passage de repliage qu'ils forment, pour obtenir les sections transversales désirées sur leur longueur. Dans la forme d'exécution représentée, le moyen de réglage comprend des   étriers37enformed'U,    munis chacun d'une paire de vis de serrage 38 et d'une paire de vis de réglage 39a et   39b    supérieure et inférieure   manoeuvrables    à la main.

   Comme on le voit dans les figures, les vis de serrage 38, lorsqu'elles sont serrées, saisissent les bords correspondants de éléments inclinés 30 et 31 placés entre elles et les vis 39 et 39a sont pressées perpendiculairement à la surface extérieure des coins respee  tifs 32 et 33,    de manière que ces derniers se déplacent, vers l'intérieur lorsqu'on serre leurs vis de réglage   39a      et 39b.   



   Bien que pour la simplicité du dessin, on   n'ait    représenté qu'un étrier de réglage 37 pour chaque paire de coins 32-33, il est   évi-    dent qu'en pratique un dispositif de réglage tel que celui réalisé par   l'étrier 37    et les vis de réglage   39a    et 39b, peut tre placé aux extrémités de chaque paire de coins 32-33 pour permettre d'effectuer facilement le réglage aux deux extrémités sans déplacer l'étrier 37 d'une extrémité à l'autre.



   On remarquera également qu'en plus des vis   39a    et   39b    servant à déplacer les coins vers l'intérieur, l'étrier 37 peut comporter des vis de traction pour retirer les coins 32 et 33 vers l'extérieur, ou bien on peut faire en sorte que les coins puissent tre avancés ou retirés par la manoeuvre d'une seule vis. Des vis de réglage analogues peuvent aussi tre utilisées pour avancer ou retirer les plaques de façonnage 35 entre les limites permises par les fentes de réglage 36 et les boulons de fixation   34.   



   Indépendamment des améliorations apportées au réglage des coins 32 et   33    et des plaques de façonnage   35,    il est important que, comme dans l'appareil représenté, ces organes de réglage puissent fonctionner sans devoir interrompre le passage du tube   T    dans l'appareil de formation de soufflets   G.   



   Pour faciliter un réglage précis, la plaque supérieure 31 peut tre en verre, ou autre matière transparente telle que du polystyrène ou méthacrylate, de manière que le contact du tube avec les différentes surfaces de faqonnage intérieures soit rendu visible. Une plaque   31    transparente est particulièrement désirable quand le tube façonné à soufflets est lui-mme transparent.



   En pratique, on préfère guider le tube en ligne droite depuis la filière D par les   rou-    leaux de traction P et placer   l'annean d'aju-      tage 3, les cereles espaeés    de rouleaux R et R', les boîtes à air 7a,   7b    et   7ce    les bancs inclinés supérieur et inférieur de rouleaux 11 et   l'ap-    pareil de façonnage   C      ? de façon symétrique    par rapport à l'axe du tube et également écartés de cet axe dans une section   transver-    sale quelconque.

   Ceei est particulièrement dé  sirable    pour les rouleaux de traction P et   l'ap-    pareil de façonnage G, car tout écart de la ligne de contact des rouleaux du plan des plaques de repliage 35 tend à produire des replis inégaux au-dessus et en dessous de la ligne de repliage.



   Lorsque l'appareil fonctionne, le tube ex  trudé    T est gonflé par   l'air    et s'appuie contre les rouleaux R et   R'qui      empchent    une   dé-    formation plastique plus prononcée. Cette mme pression d'air donne par gonflage à la partie du tube qui est dans l'appareil de fatonnage   G la    forme représentée à la fig.   4.   



   Le pliage est exécuté par les plaques 35, et les coins   32-33    servent au réglage de la largeur des plis supérieurs et inférieurs. Du fait de la pression de gonflement, le tube rem   plit l. e creux ou passage de faconnage sur    toute sa longueur. Les rouleaux 11 exercent une traction longitudinale suffisante pour éviter que la pression de gonflement modifie les plis des soufflets entre le passage et les rouleaux.



   Comme le pliage est effectué par les plaques 35, il est nécessaire d'utiliser les parois latérales ou coins   32-33    pour régler la largeur des plis au-dessus et en dessous. Les coins sont   réglables indépendamment l'un de    l'autre et servent à maintenir les plis bien égaux. Il est préférable que le tube plastique remplisse le moule sur toute sa longueur. Dans le cas contraire, l'équilibre de fonctionnement peut tre rompu et les dimensions des soufflets ne sont plus égales. Pour que le passage de façonnage soit bien rempli, le tube doit avoir un diamètre strictement réglé. S'il est trop gros, il se coince et forme des plissements. 



     %'il    est trop petit, les replis deviennent   irré-      guliers.   



   Lors de a formation des soufflets, il est nécessaire que la pression d'air soit suffisanté pour assurer le remplissage du passage de façonnage. On réalise cette condition en gonflant le tube extrudé pour obtenir les di  mensionsvoulues,plutôt,qu'enréduisant    ses dimensions. Une pression d'air trop élevée à l'intérieur du tube peut amener des   diffi-    cultés, dn fait qu'elle presse la matière plastique contre les coins, ce qui augmente le frottement et peut provoquer des plissements.



  ('e frottement peut tre supprimé en utilisant au lieu des coins des dispositifs comprenant des rouleaux espacés, ou des matières qui offrent moins de résistance au mouvement du tube. Le tube est retiré de l'appareil de fa
G avee les soufflets plies et aplati entre les rouleaux P, puis il est enroulé en une bobine 28 autour de l'arbre enrouleur   29.   



   On peut éviter toute tendance du tube,   qui e. st lisse    losqu'il sort des rouleaux P, de se plisser lorsqu'on l'enroule, en réglant l'alignement de la bobine d'enroulement   28    et en   aug-    mentant le débit d'air des ajutages 3 voisins les parties du tube qui sont trop étirées.



   REVENDICATIONS :
   I.    Procédé de fabrication d'un tube à   souf-    flets en matière thermoplastique, caractérisé en. ce qu'on extrudé de façon continue une matière plastique par une filière annulaire pour former un tube, qu'on applique une pression de fluide à l'intérieur de la partie amont du   tube,    qu'on gonfle des parties suecessives du tube entre des rouleaux écartés destinés à fixer les dimensions du tube à des valeurs supérieures à son diamètre   d'extru-      sion, qu'on gonfle    le tube ainsi dilaté dans un passage de façonnage disposé de manière à former les soufflets, et qu'on aplatit le tube façonné avec lesdits soufflets.

Claims (1)

1. II. Appareil pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication I, caractérisé en ce qu'il comprend une filière tubulaire annulaire, un appareil d'extrusion pour extruder de façon continue la matière thermoplastique sous forme de tube par la filière annulaire, des moyens pour appliquer une pression de fluide à l'intérieur du tube pour gonfler des parties successives du tube, des moyens pour façonner des soufflets dans le tube gonflé, et des moyens pour aplatir le tube façonné avec ses soufflets.

   III. Tube à soufflets en matière plastique fabriqué par le procédé selon la revendication I.

   SOUS-REVENDICATIONS : 1. Procédé selon la revendication I, carac térisé en ce qu'on replie une partie du tube vers l'intérieur à l'encontre de la pression de fluide intérieure.

   2. Procédé selon la revendication I, carac térisé en ce qu'on extrude la matière thermo- plastique à l'état chaud et plastique par ladite filière annulaire, en ce qu'on refroidit le tube dilaté en dessous de la température de plasticité de la matière thermoplastique pour durcir ledit tube, en ce qu'on replie le tube radialement vers l'intérieur à l'eneontre de la pression intérieure.

   3. Procédé selon la revendication I et la sous-revendication 2, caractérisé en ce qu'on enroule en bobine le tube façonné avec ses soufflets, et en ce qu'on règle le refroidissement de façon différente autour de la circon- férence du tube dilaté pour obtenir une bobine de tube à soufflets presque exempte de plissements.

   4. Procédé selon la revendication I et la sous-revendication 2, caractérisé en ce qu'on aplatit le tube façonné à soufflets tout en maintenant une tension longitudinale et laté- rale sur le tube gonflé.

   5. Procédé selon la revendication I et la sous-revendication 2, caractérisé en ce qu'on limite le diamètre auquel on dilate le tube, en ce qu'on règle le refroidissement du tube di laté de façon différente le long de la circon- férence de celui-ci, en ce qu'on le faconne à soufflets et l'aplatit progressivement, et en ce qu'on enroule le tube ainsi façonné à souf- flets et aplati sur un enrouleur.

   6. Procédé selon la revendication I et les sous-revendications 2 et 5, caractérisé en ce que lorsque le tube est soufflé de façon irré- gulière et qu'il se forme une place mince, on introduit un peu plus d'air à cet endroit pour refroidir davantage cette partie du tube.

   7. Appareil selon la revendication II, ca- raetérisé en ce que les moyens pour aplatir le tube sont disposés en aval de la filière, en ce que les moyens pour appliquer une pression de fluide à l'intérieur de la partie amont du tube sont agencés de façon à gonfler des parties successives du tube jusqu'à une dimension déterminée d'avance supérieure à son diamètre d'extrusion et à amener lesdites parties en contact avec les moyens de façonnage formant les soufflets.

   8. Appareil selon la revendication II et la sous-revendication 7, caractérisé en ce qu'il comprend un passage à travers lequel passe le tube gonflé par ladite pression intérieure, ce passage présentant des plaques s'étendant à l'intérieur du passage pour façonner lesdits soufflets dans le tube gonflé, et des moyens pour régler les dimensions du passage pendant que le tube y passe.

   9. Appareil selon la revendication Il et les sous-revendications 7 et 8, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour régler la position transversale desdites plaques à l'inté- rieur du passage susdit pendant que le tube y passe.

   10. Appareil selon la revendication II et la sous-revendication 7, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif à rouleaux placés sui- vant deux lignes convergentes en aval de la filière pour aplatir partiellement le tube, des moyens pour régler l'angle sous lequel le tube est aplati par ce dispositif à rouleaux, en ce que les moyens pour appliquer une pression de fluide de gonflement sont agencés de ma- niëre à appliquer cette pression dans la partie amont du tube pour appliquer ce tube contre les rouleaux, des moyens de façonnage des soufflets et des moyens pour aplatir com- plètement le tube replié et le tirer sous tension de la filière.

   11. Appareil selon la revendication Il et les sous-revendications 7 et 10, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour durcir le tube jusqu'à l'état non plastique, et en ce que les moyens pour tirer le tube hors de la filière sont agencés de manière à tirer le tube à travers les moyens servant à faconner les soufflets.

   12. Appareil selon la revendication II et les sous-revendications 7,10 et 11, caracté- risé en ce que le passage pour aplatir le tube gonflé comprend une paire de parois opposées convergentes supérieure et inférieure, des parois latérales réglables, et des plaques convergentes pour le façonnage des soufflets qui font saillie à partir des parois latérales dans ce passage.

   13. Appareil selon la revendication II et les sous-revendications 7,10,11 et 12, carac térisé en ce qu'il comprend des moyens pour régler la position des parois latérales pour faire varier la section transversale du passage.

   14. Appareil selon la revendication II et les sous-revendications 7,10,11 et 12, carac térisé en ce qu'il comprend des moyens pour faire varier l'angle de convergence des plaques de façonnage des soufflets dans le passage.

   15. Appareil selon la revendication II et les sous-revendications 7,10,11 et 12, carac térisé en ce qu'il comprend des moyens pour régler la quantité dont les plaques de façon- nage des soufflets font saillie à partir des parois latérales vers l'intérieur du passage.