Procédé de fabrication d'une pièce tubulaire, dispositif pour la mise en oeuvre
du procédé et pièce tubulaire obtenue par le procédé
La présente invention est relative à un procédé de fabrication d'une pièce tubulaire notamment d'une pièce de raccordement d'au moins deux tuyauteries, en matière susceptible d'tre travaillée entre deux températures rapprochées l'une de l'autre, par exemple en matière thermo-plastique telle que le chlorure de polyvinyle rigide.
Ce procédé de fabrication est caractérisé en ce que dans un moule chaud pourvu d'au moins un noyau chaud, on introduit sous pression par un orifice annulaire étroit la matière préalablement ramollie par la chaleur jusqu'à ce qu'une quantité de matière correspondant au volume de la pièce terminée à fabriquer soit entrée dans le moule, puis on refroidit le noyau seul en laissant toutefois chaude la partie du noyau proche de l'orifice d'entrée de la matière et l'on continue l'introduction de la matière chaude sous pression jusqu'à ce que le retrait soit terminé de sorte qu'un excédent de matière chaude est injecté pendant le retrait de la pièce, enfin l'on démoule la pièce partiellement en la laissant sur le noyau et l'on termine son refroidissement à l'extérieur du moule.
Ce procédé permet d'obtenir des pièces saines de tous diamètres et notamment de forts diamètres et de toutes épaisseurs et/ou d'épaisseurs variables. En effet, le procédé assure un apport de matière chaude sous pression pendant le retrait de sorte que les vides laissés dans le moule par le retrait sont immédiatement comblés et qu'il ne peut y avoir de cavités internes ou de crevasses externes.
L'invention comprend également un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé ci-dessus ainsi que la pièce tubulaire obtenue par ledit procédé.
Le dessin annexé représente à titre d'exemple, une forme d'exécution du dispositif pour la mise en oeuvre du procédé.
La fig. 1 est une coupe diamétrale d'une pièce à fabriquer.
La fig. 2 est une coupe de ladite forme d'exécution du dispositif permettant de réaliser la pièce de la fig. 1.
La forme d'exécution du dispositif représentée en fig. 2 est appliquée à la fabrication d'une pièce tubulaire telle qu'un té A en matière thermo-plastique telle que le chlorure de polyvinyle rigide. Ce té A comporte un corps 1 pourvu de deux alésages perpendiculaires 2 et 3 à entrées coniques et renforcé à chacune desdites entrées par une collerette externe 4. L'alésage 2 est séparé en deux parties par un épaulement circulaire interne 5.
A titre d'exemple numérique, les alésages 2 et 3 peuvent avoir un diamètre interne de 90 mm, les collerettes constituant des parties épaisses, leur épaisseur radiale étant de 12 mm, tandis que le reste du corps 1 est mince, son épaisseur radiale étant de 8 mm.
Pour fabriquer le té A, on utilise un moule 6 en deux parties séparées par un plan de joint diamétral correspondant au plan de la fig. 2 de telle sorte que sur cette figure n'est représentée que l'une des deux parties. Celles-ci sont assemblées au moyen d'organes de guidage et de serrage non représentés.
Chacune d'elles comporte une empreinte 7 telle que la cavité formée par la juxtaposition des deux empreintes correspond à la forme externe du té A.
Cette cavité communique avec l'extérieur à l'une de ses extrémités par un orifice de remplissage 8a prolongé sous forme d'un alésage 8 coaxial à la tubulure principale du té et par deux portées cylindriques 9 et 9a. Bien entendu cet orifice Sa, l'alésage 8 qui lui fait suite et les portées 9 et 9a sont formées par moitiés dans les deux parties du moule. La portée 9 est coaxiale à l'alésage 8 et située à l'extrémité opposée de l'empreinte, cependant que la portée 9a est située suivant un axe perpendiculaire. Dans les portées accolées des deux parties du moule et de longueurs suffisantes pour le centrage sont montés deux noyaux 10 et 1 1 immobilisés dans le moule par des collerettes 12 et 12a en saillie.
Le noyau 10 comporte un évidement latéral 13 dans lequel peut venir s'emboîter l'extrémité 14 de forme correspondante du noyau 11, ce qui permet le montage et le démontage des noyaux 10 et 11, tout en assurant une parfaite juxtaposition de leurs surfaces externes coopérant à la formation de la cavité de moulage.
Le noyau 10 se termine du côté opposé à la portée 9 par une partie de plus faible diamètre sur laquelle est montée coulissante une bague 15 pour permettre le démoulage du noyau 10, démoulage qui, sans cela, serait impossible du fait de 1' exis- tence de l'épaulement 5 du té A (fig. 1).
Enfin le noyau 10 comporte à son extrémité un téton de centrage 16 sur lequel est ajuste une pièce terminale 17 prolongeant le noyau 10 et présentant extérieurement une surface convexe, par exemple sphérique.
Cette pièce 17 extérieure à l'empreinte 7 proprement dite forme dans l'orifice 8a un passage annulaire étroit 18 constituant l'entrée effective du moule pour la matière à couler.
Par ailleurs le moule 6 et les noyaux 10 et 11 comportent des moyens de chauffage. Ces moyens consistent en résistances électriques 19, 20, 21 logées respectivement à l'intérieur du moule 6 et des noyaux 10 et 1 1 et branchées en dérivation sur un circuit électrique 22 comportant un dispositif usuel de régulation automatique de température R. Les résisances électriques 20 et 21 des noyaux 10 et 1 1 sont susceptibles d'tre coupées du circuit principal 22 par des interrupteurs li et 12.
Les noyaux 10 et 1 1 comportent en outre des moyens de refroidissement consistant en des canaux 23 et 23a traversant intérieurement ces noyaux et susceptibles d'tre parcourus par un fluide de refroidissement par exemple de l'eau.
Enfin, le moule 6 est fixé sur une presse non représentée de manière que le piston 24 de cette presse, comportant une résistance électrique 25 de chauffage branchée sur un circuit non représenté, puisse coulisser dans l'alésage 8.
Pour fabriquer le té A on procède de la manière suivante: on place dans l'une des parties du moule 6 le noyau 10, sa bague 15 et sa pièce terminale 17 puis le noyau 11 et l'on ferme le moule en appliquant et fixant sur l'ensemble ci-dessus l'autre partie du moule. Les interrupteurs I1 et I2 étant fermés, on fait passer le courant dans toutes les résistances de chauffage 19, 20 et 21 en réglant la température à une valeur de l'ordre de 185 à 190 C à l'aide du régulateur R. Les canaux de refroidissement 23 et 231 sont vides. On chauffe également le piston de presse 24 à la mme température par sa résistance électrique 25.
Puis l'on introduit sous pression dans le moule 6 à l'aide du piston 24 le chlorure de polyvinyle en provenance directe d'une boudineuse, c'està-dire non refroidi donc à une température comprise entre 180 et 190 C, par conséquent ramolli; sous forme d'un cylindre d'un diamètre approximativement égal à celui de l'alésage 8 et en quantité correspondant au volume du té A terminé plus un excédent susceptible d'emplir le passage annulaire 18 et une partie de l'alésage 8.
Le chlorure de polyvinyle est laminé à l'entrée du moule dans le passage annulaire 18 et est ainsi réchauffé. Sa plasticité est accrue et sa viscosité diminuée, ce qui permet d'appliquer pour son introduction une pression relativement réduite de 200 à 300 kg/cm2. La matière plastique est refoulée entre la paroi de la cavité du moule et les noyaux 10 et 1 1 et emplit rapidement ce moule en épousant toutes les formes des deux empreintes 7 accolées. Lorsque le moule est complètement plein, le piston 24 ayant progressé d'une longueur déterminée à l'avance, on ouvre les interrupteurs I, et L de manière à couper le courant seulement dans les résistances électriques 20 et 21 des noyaux, le courant étant maintenu dans les résistances 19 du moule ainsi que dans la résistance 25 du piston 24.
En mme temps on introduit, dans les canaux 23 des noyaux 10, 11, l'eau ou autre fluide de refroidissement. Ces noyaux sont donc refroidis tandis que la pièce terminale 17 massive et non parcourue par l'eau de refroidissement reste chaude. Le moule 6 et le piston 24 restent également chauds tandis que la pression est maintenue sur le piston 24.
Dès cet instant la pièce coulée se refroidit rapidement à partir des noyaux 10 et 1 1 et le retrait commence. Les parties les plus éloignées du passage d'entrée 18 qui ont été emplies les premières sont refroidies également les premières. Toutefois le retrait de matière est compensé par l'apport continu de matière chaude sous pression et la solidification se propage progressivement, à partir des zones les plus éloignées de l'entrée du moule, vers ladite entrée,
Grâce à la fois à ce refroidissement dirigé et à cet apport continu de matière chaude sous pression pendant le retrait, aucune solution de continuité de rupture de contact au sein de la matière plastique ne peut se produire. Lorsque la collerette 4 (fig. 1) située près de l'entrée 18 prend à son tour son retrait, le vide de matière est comblé.
Lorsque le retrait est terminé la résistance à l'avance du piston 24 croît.
On arrte alors le fonctionnement de la presse et l'on démoule le té A formé en l'emportant à l'aide des noyaux 10 et 1 1 enlevés simultanément. Le té refroidi intérieurement mais encore chaud extérieurement à une température à laquelle ne peut plus se produire de déformation permanente est donc soutenu par les noyaux 10 et 1 1 et termine son refroidissement à l'extérieur du moule 6. Il porte un excédent de matière correspondant à la partie restée dans l'alésage 8. Cet excédent sera enlevé ultérieurement. Le té obtenu est parfaitement sain et homogène.
Quant au moule 6 resté chaud, ainsi que le piston 24, il est prt pour un nouveau moulage. I1 suffit d'y placer deux autres noyaux 10 et 1 1 branchés sur le circuit 22 et chauffés à l'avance.
Bien entendu l'injection peut avoir lieu par la tubulure du moule, destinée dans l'exemple précédent au noyau 11.
Par ailleurs la pièce terminale 17 constituant la partie plus centrale de l'orifice annulaire d'injection peut présenter une surface extérieure conique ou ogivale.
Enfin, tous moyens de chauffage et de refroidissement peuvent tre employés pour amener les différentes parties du dispositif de moulage aux températures voulues.
REVENDICATIONS
I. Procédé de fabrication d'une pièce tubulaire, notamment d'une pièce de raccordement d'au moins deux tuyauteries, en matière susceptible d'tre travaillée entre deux températures voisines l'une de l'autre, caractérisé en ce que dans un moule chaud pourvu d'au moins un noyau chaud, on introduit sous pression par un orifice annulaire étroit la matière préalablement ramollie par la chaleur jusqu'à ce qu'une quantité de matière correspondant au volume de la pièce terminée à fabriquer soit entrée dans le moule, puis on refroidit le noyau seul en laissant toutefois chaude la partie dudit noyau proche de l'orifice d'entrée de la matière et l'on continue l'introduction de la matière chaude sous pression jusqu'à ce que le retrait soit terminé de sorte qu'un excédent de matière chaude est injecté pendant le retrait de la pièce,
enfin l'on démoule la pièce partiellement refroidie en la laissant sur le noyau et l'on termine son refroidissement à l'extérieur du moule.