Machine pour fabriquer en continu un article étanche en matière plastique
avec armature tubulaire tissée noyée
On connaît déjà une machine comportant des moyens pour faire circuler un tube tissé engagé sur un dispositif de guidage intérieur, jouant le rôle d'un mandrin sensiblement cylindrique, maintenu dans un dispositif de guidage extérieur de forme correspondante;
la position relative de ces dispositifs de guidage, intérieur et extérieur, est maintenue grâce à des organes rotatifs qui obligent les fils de chaîne du tube tissé traité à suivre un trajet sinueux dans cette machine, le dispositif de guidage extérieur est raccordé par des canaux à une conduite d'amenée de matière plastique sous pression et cette matière, après avoir traversé le tissu, passe dans une chambre axiale d'où elle est distribuée à l'intérieur du tube en passant autour d'un poinçon, pour être ensuite étalée (en une ou plusieurs couches) sur la surface intérieure du tube, grâce à une admission d'air comprimé canalisé à l'intérieur de ce poinçon.
La machine connue précitée fournit des tubes réguliers parfaitement étanches dans lesquels la matière plastique assurant l'étanchéité n'est pratiquement pas apparente à l'extérieur du tube obtenu; cependant, cette machine présente deux inconvénients: d'une part, son rendement se trouve limité par suite de l'obligation de limiter la vitesse de circulation du tube tissé étant donné le trajet sinueux des fils de la chaîne; d'autre part, la conception même de cette machine ne lui permet pas de réaliser un tube étanche dans lequel le tissu est entièrement noyé comme une armature dans la matière plastique, de façon que celle-ci forme une double couche protectrice pour cette armature.
La présente invention a pour objet une machine pour fabriquer en continu un article étanche, notamment un tube comportant une armature tubulaire complètement noyée dans une matière plastique assurant l'étanchéité en même temps que la protection de l'armature, cette dernière intervenant seulement par sa résistance mécanique.
La machine selon l'invention est caractérisée par le fait qu'elle comporte dans une tête où se font l'arrivée et le passage de la matière plastique pour chaque tube tissé un mandrin cylindrique soutenant ce tube intérieurement et comportant à son extrémité des orifices pour le passage de la matière plastique à travers le tissu, cette tête présentant un passage cylindrique pour guider l'armature tissée et un orifice de sortie annulaire dans lequel la matière plastique est entraînée par le tube tissé, et laminée, le mandrin étant maintenu dans une position longitudinale fixe par une barre qui le prolonge au moyen de deux dispositifs de serrage dont l'un au moins est toujours serré, le serrage et desserrage alternatifs de ces dispositifs permettant l'avance intermittente de l'armature, tout en assurant un avancement continu du tube fabriqué.
Dans une forme d'exécution particulière la machine, peut en outre comporter des dispositifs accessoires : dispositif de refroidissement du tube étanche obtenu, dispositif régulateur de la vitesse d'entraînement de ce même tube, etc. Cette même machine se prête à la fabrication de courroies, par simple écrasement du tube formé dans un dispositif de laminage convenable et auto-soudage à une température convenable des deux moitiés accolées du revêtement plastique intérieur; on peut, de la même manière réaliser des bandes de revêtement de sol.
Dans une autre forme d'exécution, la machine peut être complétée en vue de l'imprégnation, non plus d'un seul tube tissé, mais de deux ou plusieurs tubes tissés coaxiaux, en prévoyant des éléments de guidage complémentaires intermédiaires entre le mandrin intérieur portant le tube tissé intérieur ayant la section la plus faible et le dispositif de guidage extérieur dans lequel passe le tube tissé extérieur ayant la section la plus grande.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de la machine objet de l'invention.
La figure 1 est une vue de face, avec coupe axiale verticale partielle, de ladite forme d'exécution de la machine, cette vue comportant un arrachement et trois parties se raccordant suivant AA et BB respectivement.
La figure 2 est une section partielle, suivant
II-II de la figure 1, mais à plus grande échelle, pour montrer le détail de la tête de la machine, cette tête comportant un dispositif de guidage pour le tube tissé et des canaux pour faire circuler une matière plastique dans laquelle ce tube doit être noyé.
La figure 3 est une section partielle analogue à celle de la figure 2, mais elle concerne une variante de tête de la machine destinée à guider une armature constituée par deux tubes tissés concentriques qui doivent être noyés dans une matière plastique.
La figure 4 est une vue schématique montrant l'organisation des dispositifs de serrage des barres qui retiennent les mandrins pour une tête de machine analogue à celle représentée sur la figure 3.
La forme d'exécution de la machine 1 représentée sur la figure 1 est destinée à fabriquer un tube étanche en partant d'un tube tissé T emmagasiné sur une bobine B montée de façon à permettre le libre déroulement de ce tube.
La machine 1 comporte une tête 2 portée par un support 3 ; cette tête 2 est raccordée à une source de matière plastique sous pression, source qui peut être constituée par une machine à extruder 4 de type connu; la tête 2 qui sera décrite plus loin en détail en se référant à la figure 2, comporte un mandrin de guidage sur lequel est enfilé le tube T ; ce mandrin de guidage est prolongé par une barre 5 cylindrique tubulaire, dont il est rendu solidaire par tous moyens convenables.
A son entrée dans la machine 1, le tube tissé T est soutenu par cette barre 5 sur laquelle il est enfilé et maintenu, en même temps que celle-ci, par deux dispositifs de serrage 6 et 7 solidaires de supports fixes 8 et 9 ; ces dispositifs de serrage 6 et 7 sont constitués par des mors ou mâchoires de tout type connu et par exemple par deux mâchoires articulées sur un axe respectif horizontal et susceptibles d'être serrées l'une contre l'autre au moyen de vis, boulons, ou de tout autre système de serrage à commande manuelle, semi-automatique ou automatique.
On désigne par 10 un dispositif de séchage équipé de tous moyens convenables (résistances électriques, tubes à rayonnement infra-rouge, circulation d'air chaud, etc.) et destiné à sécher le tube T avant son entrée dans la tête 2, où ce tube doit être noyé dans une matière plastique.
A la sortie de la tête 2, le tube T noyé dans une matière plastique constitue un tube étanche 1 1 souple que l'on fait passer dans une chambre 12 de refroidissement par circulation dans un liquide (de l'eau le plus souvent) afin de donner à la matière plastique la consistance désirable avant d'aplatir le tube 11 et de l'enrouler sur une bobine comme produit fini.
L'aplatissement du tube 11 a lieu sur un tambour 13 d'enroulement qui assure l'entraînement du tube 11 et par suite du tube T entrant dans la tête 2. Une courroie 14 avec tendeur 15 automatique assure l'adhérence du tube 11 sur le tambour 13 et ce dernier est entraîné par tout dispositif moteur convenable comportant de préférence un dispositif de réglage de vitesse; le tube 11 fini est enroulé sur une bobine E de tout type connu approprie.
Comme on le voit sur le figure 1, le tube T est plissé sur la barre 5 de part et d'autre du dispositif de serrage 7 ; cette disposition qui caractérise le fonctionnement de la machine permet une marche continue; en effet, lorsque le tambour 13 tourne de façon continue, la portion de tube T plissé, située entre le dispositif de serrage 7 et le dispositif de séchage 10, se tend progressivement puisque ce tube
T est entraîné par la traction exercée sur lui par le tube 1 1 étanche formé; c'est pourquoi, il convient de veiller à maintenir une portion de tube plissé entre le dispositif de serrage 9 et le dispositif de séchage 10 ; pour cela, il suffit de desserrer le dispositif 7 en faisant avancer la portion de tube plissé comprise entre les deux dispositifs de serrage 6 et 7 jusqu'à ce que cette portion soit tendue;
on resserre alors le dispositif 7, puis on desserre le dispositif 6 et l'on fait à nouveau avancer une réserve de tube plissé sur la barre 5 entre les supports 8 et 9 ; on resserre ensuite le dispositif 6 par conséquent, l'un au moins des dispositifs 6 ou 7 est serré et de cette façon, on retient le mandrin de guidage situé dans la tête 2, puisque ce mandrin est solidaire de la barre 5.
La machine 1 se prête tout aussi bien à la fabrication de courroies - ou éléments plats analogues - qu'à la fabrication de tubes étanches; dans ce but, on a prévu deux porte-galets 16 inférieur et 17 supérieur qui peuvent être placés dans la position représentée en tirets pour venir aplatir le tube T dans la position également représentée en tirets et désignée par C ; il suffit que la pression exercée par le contre-poids 18 soit suffisante pour produire un soudage autogène des deux demi-moitiés supérieure et inférieure de la paroi intérieure du tube 11.
On voit sur la figure 1 que l'étanchéité de la chambre 12, à l'entrée et à la sortie du tube 11, est obtenue par des collets 19 et 20 élastiques, en caoutchouc par exemple; bien entendu, il conviendra de modifier la forme de ces collets d'étanchéité lorsqu'on fabriquera une courroie C; dans un cas comme dans l'autre, le liquide de refroidissement susceptible de s'échapper de la chambre 12 à la sortie du produit fabriqué est recueilli dans une gouttière 21; le tube 11, ou la courroie C, sont maintenus immergés dans le liquide de refroidissement de la chambre 12, à un niveau convenable, par un galet 22 dont le support peut occuper deux positions convenables, suivant le produit fabriqué.
La figure 1 montre également que la barre 5 porte à l'entrée du dispositif de séchage 10 un manchon 23 et avant l'entrée dans la tête 2, un manchon 24; ces manchons 23 et 24 qui ont un diamètre extérieur sensiblement égal au diamètre intérieur du tube T, servent à tendre ce tube pour, respectivement, faciliter son séchage et sa présentation dans une position correcte, à l'entrée de la tête 2 de la machine 1.
En se rapportant à la figure 2, on voit que cette tête 2 comporte un corps principal 25 raccordé par tous moyens connus à une buse 46 d'amenée d'une matière plastique sous pression destinée à enrober complètement, de façon à le noyer comme une armature, un tube tissé T pour transformer ce dernier en un tube étanche 11.
Le corps 25 est alésé pour permettre le libre passage du tube T et d'un mandrin 26 cylindrique, fixé à l'extrémité de la barre 5, par exemple par soudage. Le tube T peut glisser à frottement doux sur le mandrin 26 qui présente un diamètre approprié et à l'intérieur d'un manchon 27 alésé et fileté disposé à l'entrée de la tête 2.
L'orifice de la buse 46 débouche dans un alésage du corps 25 dans lequel on réserve une chambre annulaire 28 ; cette chambre 28 est partiellement fermée par une pièce décolletée 29 engagée dans un alésage du corps 25 et qui comporte une collerette percée d'orifices 30 permettant le passage de la matière thermo-plastique amenée par la buse 46; la pièce 29 est maintenue dans le fond de son logement par l'empilage d'une série de bagues décolletées de formes appropriées 31, 32, 33, 34, 35, serrées par un collier 36, lui-même fixé au corps 25 par des boulons 37.
On crée ainsi, en aval des orifices 30, une chambre 38 de section transversale progressivement décroissante, chambre dans laquelle peut pénétrer la matière plastique qui se trouve maintenue sous pression; la chambre 38 débouche autour d'une pièce 39 en forme de lanterne cylindrique percée de fenêtres 40 et qui est fixée à l'extrémité avant du mandrin 26 par une entretoise 41 tubulaire vissée sur ce mandrin ; cette entretoise 41 présente une extrémité avant taraudée, sur laquelle est fixé un poinçon 42 au moyen d'un boulon 43 ;
le poinçon 42 de forme cylindrotronconique constitue un support intérieur pour le tube 11 formé dont il règle le diamètre intérieur, la matière plastique étant en quelque sorte laminée entre ce poinçon 42 et le bord de l'alésage de la bague 35, en même temps que cette matière est entraînée par l'armature T soumise à la traction exercée sur le tube 11 refroidi et fini qui s'enroule à une vitesse contrôlée.
I1 convient de remarquer que l'on peut régler le centrage de la bague 32 au moyen de boulons 43, tandis que le centrage des bagues 34 et 35, rendues solidaires par un épaulement, peut être effectué au moyen de boulons 44; ces deux réglages permettent de parfaire l'uniformité d'épaisseur tant intérieure qu'extérieure du revêtement plastique sur toute la circonférence du tube 11 fini. Le trajet de la matière plastique dans la tête 2 ressort clairement de la description ci-dessus: cette matière arrive par la buse 46, passe par les orifices 30 jusque dans la chambre 38, puis de là, vient noyer le tube T qu'elle peut traverser en passant par les fenêtres 40 de la lanterne 39, cette matière sortant, avec le tube T noyé dans celle-ci, entre le poinçon 42 et la bague 35.
La tête 45 de machine représentée sur la figure 3, fait partie d'une machine destinée à fabriquer un tube étanche comportant deux armatures tubulaires concentriques que l'on peut obtenir par tissage simultané.
La tête 45 comporte un corps 47 présentant un alésage formant une chambre 48 annulaire communiquant avec la buse 46 d'amenée de matière plastique sous pression, cette buse 46 étant fixée au corps 47 par tous moyens convenables qu'il n'a pas été jugé utile de représenter.
L'alésage du corps 47 est fermé par un chapeau 49 fixé au moyen de boulons 50, ce chapeau retient un certain nombre d'éléments 51 - 52 - 53 - 54 55 - 56, en forme de bagues. L'élément 51 présente un collet percé d'orifices 57 laissant passer la matière plastique de la chambre 48 dans un passage annulaire 58 réservé entre les élément 51 et 52. Un collier 59 fixé au chapeau 49 par des boulons 60, assure l'assemblage des éléments 51 à 56, à l'intérieur de la tête 45. Le centrage de la bague 53 peut être réglé au moyen de boulons 61, tandis que le centrage des bagues 55 et 56, rendues solidaires par un épaulement, peut être obtenu au moyen de boulons 62.
On désigne par T et t un tube tissé extérieur et un tube tissé intérieur, tubes concentriques qui sont engagés dans la tête 45 pour être noyés dans une matière plastique afin de fabriquer un tube armé étanche. Le tube t intérieur est engagé sur un mandrin tubulaire 63 solidaire d'une barre 64, tandis que le tube T est engagé sur un mandrin 65 solidaire d'une barre 66.
Le mandrin 63 porte à son extrémité libre une entretoise tubulaire 67 vissée, portant elle-même un poinçon 68 fixé par un boulon 69. Les mandrins 65 et 63 forment respectivement à leur extrémité cylindrique des grilles annulaires ou lanternes 70 et 71 ayant le même diamètre extérieur que ces mandrins et qui présentent des orifices pour le passage de la matière plastique à travers le tissu des tubes
T et t; les tubes T et t sortent noyés dans la matière plastique utilisée qui se trouve laminée entre le poin çon 68 et la bague 56. Le tube étanche, à double armature tissée, ainsi formé peut éventuellement être soumis à un écrasement à température convenable pour obtenir, par auto-soudage de la matière plastique, un élément plat utilisable comme courroie ou comme bande de revêtement de sol.
On va décrire maintenant en se référant à la figure 4, le dispositif de fixation des barres 64 et 66 tubulaires qui retiennent les mandrins 63 et 65 dans une position longitudinale fixe, à l'intérieur de la tête 45 (fig. 3).
La barre 64 sur laquelle est engagé le tube t sort de la barre 66 sur laquelle est engagé le tube T ayant le plus grand diamètre; la portion de la barre 64 qui dépasse ainsi hors de la barre 66 doit avoir une longueur suffisante, car cette portion doit porter une longueur suffisante du tube t, ce tube t étant plissé de façon à permettre, comme on le verra, une marche continue de la machine. La barre 64 porte deux manchons 72 et 73 susceptibles de coopérer avec des dispositifs de serrage 74 et 75, dont l'un au moins est toujours serré sur les tubes T et t.
L'extrémité de la barre 66 présente également deux manchons 76 et 77 susceptibles de coopérer avec deux dispositifs de serrage 78 et 79, dont l'un au moins est toujours serré sur le tube T. Pour permettre une marche continue de la machine, une longueur suffisante de ce tube T doit être supportée sur la barre 66 en formant des plis à partir du manchon 76 et jusqu'au-delà du manchon 77.
Les dispositifs de serrage 74, 75, 78 et 79 sont montés sur des supports respectifs 80, 81, 82 et 83.
Lorsque la machine munie de la tête 45 est en fonctionnement, dans la situation représentée sur la figure 4, les dispositifs 74 et 78 sont en position de serrage et les dispositifs 75 et 79 sont desserrés.
Les tubes t et T sont tirés à leur sortie de la tête 45 et avancent à une vitesse réglée en fonction de la matière plastique utilisée et du débit nécessaire de celle-ci pour noyer les armatures tissées dans les conditions précises désirées. I1 en résulte que les parties plissées des tubes t et T, parties qui constituent des réserves, diminuent progressivement d'importance; lorsqu'on juge que ces réserves doivent être renouvelées, après avoir poussé de toute façon convenable les parties plissées respectivement audelà du manchon 73 et au-delà du manchon 77, on serre les dispositifs 75 et 79, on desserre ensuite les dispositifs 74 et 78 et on provoque par tous moyens convenables l'avancement des tubes t et -T pour renouveler les réserves des tubes plissés t et T en amont des dispositifs 75 et 79 ;
on resserre alors les dispositifs 75 et 79 pour rétablir la position de marche antérieure (fig. 4).