CH334405A - Procédé d'assemblage de tuyaux, raccords, etc., en résine synthétique thermoplastique, et moyen pour la mise en oeuvre du procédé - Google Patents

Description

  
 



  Procédé d'assemblage de tuyaux, raccords, etc., en résine synthétique thermoplastique,
 et moyen pour la mise en   oeuvre    du procédé
 La présente invention comprend un procédé pour l'assemblage de tuyaux, raccords, etc., en résine synthétique thermoplastique telle que le polyéthylène ou toute autre résine synthétique ayant une réaction thermique similaire, et un moyen pour la mise en oeuvre du procédé.



  L'invention a pour but de permettre d'effectuer des jonctions à emboîtement efficacement et promptement sans affaiblissement de la matière à la jonction.



   Le procédé d'assemblage d'éléments pourvus   l'un    d'une extrémité femelle et l'autre d'une extrémité mâle, consiste à faire fondre séparément jusqu'à une profondeur déterminée la surface périphérique interne de l'extrémité femelle et la surface périphérique externe de l'extrémité mâle, la paroi périphérique de   l'extré-    mité femelle étant soumise à une force élastique de compression agissant radialement vers l'in  térieur; puis    à introduire l'extrémité mâle dans l'extrémité femelle pendant que lesdites surfaces périphériques sont encore à l'état fondu, ladite forme de compression appliquée sur l'extrémité femelle servant à maintenir en contact intime les surfaces fondues pendant le refroidissement.



   L'invention comprend, en outre, un moyen pour la mise en oeuvre du procédé, ce moyen consistant en un outil conducteur calorifique comprenant un tampon et un collier formés respectivement de manière à entrer dans le bout femelle et à recevoir le bout mâle, la surface externe du tampon et la surface interne du collier étant périphériquement évidées pour permettre une légère incurvation des parois des bouts mâle et femelle pendant le chauffage.



  Dans une forme d'exécution particulière dudit moyen, le tampon et le collier de l'outil sont également pourvus, à leur extrémité avant, de rebords de calibrage, destinés à chauffer et à calibrer les surfaces respectives des bouts mâle et femelle qui glissent sur ces rebords pendant l'engagement avec l'outil, et également destinés à nettoyer lesdites surfaces au retrait de l'outil.



   Le dessin annexé illustre une mise en oeuvre du procédé et représente, à titre d'exemple, diverses formes d'exécution du moyen pour la mise en   oeuvre    du procédé.



   La fig. 1 est une vue éclatée, en coupe, montrant le bout mâle d'un tuyau, le bout femelle d'un raccord et une forme fondamentale d'outil de chauffage;
 la fig. 2 est une vue analogue à celle de la fig. 1, mais montrant les bouts mâle et femelle engagés avec l'outil et légèrement incurvés sous l'action de la chaleur appliquée
 la fig. 3 est une coupe montrant les bouts mâle et femelle de la fig. 2 après leur retrait  de l'outil et au début de leur jonction, la déformation produite étant légèrement exagérée aux fins d'illustration;
 la fig. 4 est une coupe transversale similaire à celle de la fig. 3, mais montrant les bouts mâle et femelle après refroidissement;
 la fig. 5 représente une autre forme d'exécution de l'outil en   élévation - coupe    transversale;

   et
 la fig. 6 est une vue similaire à celle de la fig. 5, représentant encore une autre forme d'exécution de l'outil.



   Si   l'on    considère maintenant le dessin, les fig. 1 à 4 représentent une mise en   oeuvre    du procédé appliqué à l'assemblage d'un bout mâle 1, constituant l'extrémité d'un tuyau en polythène ou polyéthylène, avec un bout femelle 2 de matière similaire, et formé de la manière connue à l'extrémité d'un raccord. En variante, le bout femelle peut être formé sur un autre tuyau, une pièce de jonction, ou tout autre élément analogue. Les surfaces appropriées du bout mâle 1 et du bout femelle 2 sont chauffées au moyen d'un outil 3 construit en acier ou autre matière bonne conductrice de la chaleur. L'outil 3 a une section transversale annulaire et est pourvu, à une extrémité, d'un collier 4, destiné à recevoir le bout mâle 1 et, à son autre extrémité, d'un tampon creux 5, s'adaptant dans le bout femelle 2.



   L'orifice du collier 4 est chanfreiné en 6 pour guider l'introduction du bout mâle 1, et immédiatement en arrière du chanfrein 6, l'orifice du collier est pourvu d'un rebord de calibrage 7, dirigé vers l'intérieur, présentant une étroite surface cylindrique dont le diamètre est égal au diamètre extérieur requis du bout mâle 1. En arrière du rebord 7, la surface interne du collier est périphériquement évidée en 8, le fond de l'évidement 8 ayant une section transversale en forme de courbe parabolique, ou toute autre forme appropriée, et le diamètre interne de l'extrémité intérieure de l'évidement étant à nouveau égal au diamètre interne du rebord 7.

   Au-delà de l'extrémité intérieure de l'évidement 8, le collier présente une partie de paroi tronconique 9, qui converge en s'éloignant de l'orifice du collier en faisant un angle de quelque   450    avec l'axe longitudinal de l'outil.



   La surface externe du tampon 5 a la même forme que la surface interne du collier 4, mais à l'inverse, étant pourvue d'un rebord de calibrage 7a dirigé extérieurement, situé autour de son extrémité avant et suivi d'un évidement périphérique externe 8a, ainsi que d'une partie de paroi tronconique divergente 9a. Le diamètre extérieur du rebord 7a est égal au diamètre intérieur que   l'on    désire donner au bout femelle 2, et il assure, quand les bouts mâle et femelle ont été correctement calibrés par les rebords de calibrage respectifs, l'assemblage à glissement de ces derniers.



   Avant d'effectuer la jonction, une bande flexible 10 est ajustée autour de la surface de paroi extérieure du bout femelle 2 pour exercer sur celui-ci une force de compression radiale en direction de l'intérieur,
 Pour former la jonction, on chauffe l'outil 3 au moyen d'une lampe à souder, un chalumeau à gaz, ou de toute autre manière pratique, à une température d'au moins 3500 C, et qui peut atteindre 5000 C. Lorsque l'outil est suffisamment chaud, on applique d'abord le bout femelle 2 sur le tampon 5 de l'outil et on l'enfonce jusqu'à ce que son extrémité atteigne le sommet de la partie de paroi extérieurement convergente 9a, qui sert de butée et assure également le centrage du bout femelle sur le tampon. Pendant son introduction à fond sur le tampon, le bout femelle glisse progressivement sur le rebord 7a, qui est assez chaud pour faire fondre sa surface interne thermoplastique.

   Grâce à cette fusion, toute matière en excédent est enlevée à l'état fondu et le diamètre intérieur du bout femelle se trouve ainsi exactement calibré. Dès que le bout femelle est placé sur l'outil, on introduit le bout mâle dans le collier 4, le diamètre extérieur de l'embout se trouvant également calibré avec précision par le rebord 7, le bout mâle étant finalement arrêté et centré dans le collier par le contact de son extrémité avec l'extrémité la plus large de la partie tronconique 9.  



   On laisse les bouts mâle et femelle sur l'outil pendant un temps déterminé, ne dépassant pas quelques secondes, un chauffage supplémentaire étant pendant ce temps appliqué par rayonnement aux parties des surfaces déjà fondues, situées en regard des évidements 8 et 8a. Grâce à cette chaleur réfléchie, le bout mâle 1 introduit, a tendance à se dilater naturellement à mesure qu'il s'amollit et s'incurve légèrement vers l'extérieur. La chaleur réfléchie sur le bout femelle 2 amollit également sa paroi, mais étant donné la compression appliquée par la bande 10, le bout femelle tend à s'incurver légèrement vers l'intérieur. La fig. 2 montre clairement les formes prises par les bouts mâle et femelle après chauffage.



   Dès que les bouts mâle et femelle ont absorbé une quantité suffisante de chaleur et que les surfaces à réunir sont assez fondues, on les retire simultanément de l'outil 3. Ce mouvement de retrait sur les rebords chauffés 7 et 7a racle légèrement les surfaces fondues et en élimine automatiquement toute oxydation, laissant les surfaces propres et libres pour l'emboîtage.



   Ainsi qu'on l'a fait remarquer ci-dessus, le bout femelle 2 est appliqué sur l'outil 3 immédiatement avant le bout mâle, de sorte que sa paroi est légèrement plus amollie que celle du bout mâle au moment de leur retrait simultané de l'outil. Les bouts mâle et femelle sont ensuite assemblés, ainsi que le montre la fig. 3, le bout mâle, étant donné sa rigidité un peu plus grande, tendant à repousser extérieurement le bout femelle à mesure de sa pénétration, alors que la bande extérieure de compression 10 s'oppose à cette pression vers l'extérieur. Il s'ensuit que les parois des bouts mâle et femelle sont maintenues fortement sous compression sur la surface totale des faces fondues.

   Grâce à ses caractéristiques, la matière plastique constituant les embouts mâle et femelle accepte la chaleur superficiellement, mais, étant mauvais conducteur, ne laisse pénétrer cette dernière que lentement dans sa structure moléculaire. Par conséquent, la région de la jonction a tendance, pendant une courte période, à s'amollir davantage, ce qui facilite l'action de compression de la bande extérieure et conserve la densité complète.



   A mesure que la chaleur se dissipe, les bouts mâle et femelle, en se contractant, reprennent leur forme normale, ainsi que le montre la fig. 4, mais là encore la compression exercée par la bande 10 sur le bout femelle assure que la région de la jonction reste comprimée jusqu'à soudure complète.



   La présence des parties tronconiques 9, 9a, à l'intérieur du collier et autour du tampon est importante parce qu'elles maintiennent les bords des bouts mâle et femelle hors de contact avec le corps de l'outil pendant le chauffage.



  I1 s'ensuit que ces bords ne fondent pas pendant le chauffage, mais restent relativement rigides. n n'existe donc, au moment de l'entrée en contact des deux bords à la position de jonction des bouts mâle et femelle, aucun risque de projection extérieure de bavures susceptibles de produire des obstructions dans l'alésage des tuyaux.



   La forme fondamentale d'outil représentée sur les fig. 1 et 2, peut être modifiée de diverses manières, dont l'une est représentée sur la fig. 5. La principale différence que présente cette forme d'exécution consiste en ce que le tampon Sa de l'outil est massif et qu'une bague de conservation de chaleur 11 est appliquée sur la paroi extérieure du collier 4. Cette bague 11 a pour but de conserver la chaleur ainsi que d'en assurer une dispersion plus régulière dans toute la matière. L'utilisation de cet outil convient-particulièrement dans les pays froids nordiques et les travaux extérieurs par temps froids. La bague   1 1    peut être construite en toute matière choisie selon les conditions désirées, et différente de la matière constituant l'outil.



   La fig. 6 représente encore une autre forme d'exécution de l'outil des fig. 1 et 2, la différence dans ce cas consiste en ce que la bague   1 1    de conservation de chaleur est appliquée à la paroi du collier 4 et est recouverte d'un élément chauffant électrique circulaire 12. Dans  cette forme d'exécution, on remarquera que le tampon 5 est creux, mais naturellement tous les tampons des outils représentés peuvent être, selon les besoins, creux ou pleins.



   Toutes les formes d'outil représentées sont construites d'une seule pièce, et peuvent être pourvues d'une poignée pour en faciliter la manipulation. De même, tous ces outils peuvent être pourvus d'un pied pouvant être monté dans un étau, sur un appui indépendant, ou tout autre dispositif de support similaire. Les outils peuvent également être constitués de collier et tampon séparés, et agencés pour connexion vissée; ils peuvent aussi être appliqués à une collerette circulaire médiane pour conservation de la chaleur. Les parties constituant l'outil peuvent encore être montées sur un plateau chauffé électriquement, ou dans un appareil en forme de boîte appropriée renfermant ou destiné à recevoir une source convenable de chaleur.



   En ce qui concerne les diverses surfaces actives de l'outil, on remarquera que les rebords 7, 7a peuvent en faire intégralement partie, ou bien être démontables, soit aux fins de nettoyage, soit pour en permettre l'interchangeabilité en vue de l'adaptation de l'outil à diverses dimensions de bouts mâle et femelle.



  De même, les faces évidées de rayonnement de chaleur de l'outil peuvent être constituées par un revêtement démontable, soit pour le nettoyage, soit pour permettre l'utilisation d'une matière telle que le cuivre ou le bronze phosphoreux qui donne un plus grand rayonnement de chaleur grâce à son fort pouvoir conducteur et sa résistance à la corrosion.
  

Claims (1)

1. REVENDICATION I: Procédé d'assemblage de tuyaux, raccords, etc., en résine synthétique thermoplastique telle que le polyéthylène, pourvus l'un d'un bout femelle et l'autre d'un bout mâle, caractérisé en ce qu'il consiste à faire fondre séparément jusqu'à une profondeur déterminée, la surface périphérique interne du bout femelle et la sur face¯périphérique externe du bout mâle, la paroi périphérique du bout femelle étant soumise à une force élastique de compression agissant radialement vers l'intérieur, puis à introduire le bout mâle dans le bout femelle pendant que lesdites surfaces périphériques sont encore à l'état fondu, ladite force de compression appliquée sur l'extrémité femelle servant à maintenir en contact intime les surfaces fondues pendant le refroidissement.

   SOUS-REVENDICATIONS: 1. Procédé selon la revendication I, caractérisé en ce qu'on laisse le bout mâle s'incurver extérieurement par dilatation naturelle pendant l'application du chauffage, et en ce qu'on laisse de même le bout femelle s 'incurver intérieurement au moment du chauffage, - sous l'action de la force de compression, le bout mâle étant chauffé légèrement moins que le bout femelle pour lui conserver une rigidité supplémentaire suffisante pour repousser extérieurement la paroi du bout femelle, lorsqu'on assemble des surfaces fondues, à l'encontre de la force de compression intérieure agissant sur le bout femelle pour maintenir la totalité de la jonction sous compression jusqu'à ce que les bouts mâle et femelle soient refroidis et revenus à leur forme normale.

   2. Procédé selon la revendication I, caractérisé en ce qu'un épaulement dirigé intérieurement de l'extrémité interne du bout femelle et le bord extrême du bout mâle qui vient porter contre cet épaulement lorsque les deux bouts sont assemblés, sont maintenus à l'état non fondu pendant le chauffage pour empêcher la formation de bavures internes.

   REVENDICATION Il: Moyen pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication I, caractérisé en ce qu'il comprend un outil conducteur calorifique comprenant un tampon et un collier formés respectivement de manière à entrer dans le bout femelle et à recevoir le bout mâle, la surface extérieure du tampon et la surface interne du collier étant périphériquement évidée pour permettre une légère incurvation des parois des bouts mâle et femelle pendant le -chauffage.

   SOUS-REVENDICATIONS: 3. Moyen selon la revendication II, caractérisé en ce que le tampon et le collier de l'outil sont aussi pourvus à leur extrémité avant de rebords de calibrage qui ont pour but de chauffer et de calibrer les surfaces respectives des bouts mâle et femelle lorsqu'elles glissent sur ceux-ci pendant l'engagement de l'outil, et qui servent également à nettoyer lesdites surfaces pendant le retrait de l'outil.

   4. Moyen selon la sous-revendication 3, caractérisé en ce que le fond des évidements du tampon et du collier a une section transversale parabolique, l'évidement du collier se confondant à l'extrémité interne du collier en une partie de paroi tronconique convergente qui n'assure, avec l'extrémité du bout mâle introduit, qu'un contact linéaire, destiné à arrêter et à centrer celui-ci, et en ce que l'évidement du tampon se confond à son extrémité interne en une partie de paroi tronconique divergente qui n'assure également, avec le bord avant du bout femelle engagé, qu'un contact linéaire.

   5. Moyen selon la sous-revendication 4, caractérisé en ce que les parties de parois tronconiques du collier et du tampon respectivement sont inclinées approximativement d'un angle de 450 par rapport à l'axe horizontal de l'outil.

   6. Moyen selon la revendication II, caractérisé en ce qu'une bague extérieure de conservation de chaleur est appliquée au collier de l'outil.

   7. Moyen selon la revendication II, caractérisé en ce que le tampon et le collier de l'outil sont séparés et agencés pour assemblage vissé.

   8. Moyen selon la sous-revendication 7, caractérisé en ce qu'un élément électrique chauffant entoure la bague de conservation de chaleur.