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Appareil pour fabriquer un tube ondulé.
La présente invention concerne un appareil pour fabriquer un tube ondulé en résine synthétique, et en particulier un appareil pour fabriquer un tube ondulé présentant une surface de paroi interne lisse dans le sens de sa longueur et une paroi externe ondulée en coupe longitudinale afin d'offrir une meilleure flexibilité et une meilleure résistance aux pressions élevées.
Divers types de tuyaux ou de tubes flexibles en résine synthétique ainsi que des procédés et des appareils permettant de les fabriquer ont été proposés jusqu'à présent et certains d'entre eux sont actuellement en service.
Par exemple, le brevet des Etats-Unis nO 4 757 400 décrit un appareil destiné à façonner en continu un tube extérieur ondulé comportant une surface de paroi interne, à partir d'une première et d'une seconde bande de résine synthétique à l'état ramolli, à l'aide d'une pluralité de premiers et seconds rouleaux tournants disposés en un ensemble circulaire tel que les rouleaux définissent un cylindre imaginaire autour de son axe central, les axes des rouleaux étant parallèles l'un à l'autre, mais inclinés par rapport à l'axe central du cylindre imaginaire.
Chacun des premiers rouleaux est pourvu d'une pluralité de nervures annulaires circonférentielles qui sont espacées axialement et les nervures des rouleaux respectifs sont disposées de telle façon que les nervures successives associées des rouleaux adjacents soient alignées chacune sur un trajet hélicoïdal autour du cylindre imaginaire, tandis que chacun des seconds rouleaux formant des prolongements des premiers rouleaux, présente une surface lisse. Lorsque les rouleaux tournent, la première bande est enroulée en hélice autour des nervures des premiers rouleaux et est avancée axialement le long du cylindre imaginaire, des parties de spires adjacentes de la première bande se chevauchant et étant réunies l'une à l'autre pour former le tube extérieur ondulé.
La seconde bande est collée sur le tube extérieur
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ondulé et est enroulée en hélice autour des surfaces lisses des seconds rouleaux pour ainsi former la surface de paroi interne.
Cependant, dans l'appareil connu, les seconds rouleaux sont entraînés par chaque arbre d'entraînement disposé dans le cylindre imaginaire à l'intérieur des premiers rouleaux. Cela étant, lorsqu'un tube ondulé de petit diamètre doit être fabriqué, les espaces pour loger les arbres d'entraînement destinés à faire tourner les seconds rouleaux ne peuvent pas être aménagés à l'intérieur des premiers rouleaux formant le cylindre imaginaire de sorte que l'appareil connu ne permet pas de fabriquer des tubes ondulés de petit calibre.
L'invention a pour but principal de procurer un appareil destiné à fabriquer en continu un tube ondulé à surface de paroi interne lisse de petit diamètre.
L'invention a également pour but de procurer un appareil destiné à fabriquer en continu un tube ondulé à surface de paroi interne lisse, à partir de bandes de résine synthétique ramollies, qui permette aux bandes de résine chaudes enroulées autour des rouleaux de se refroidir rapidement, ce qui augmente l'efficacité de la production.
Ces buts ainsi que d'autres de l'invention ressortiront clairement de la description suivante. suivant l'invention, il est prévu un appareil pour fabriquer en continu un tube ondulé comportant une surface de paroi interne lisse, dans le sens de la longueur du tube, et des circonvolutions hélicoïdales s'étendant axialement afin de former une paroi externe ondulée dans une section longitudinale, comprenant :
un équipage de rouleaux composé d'une pluralité de premiers rouleaux et de seconds rouleaux formant chacun des prolongements des premiers rouleaux sur une longueur de chaque premier rouleau, les premiers et les seconds rouleaux étant disposés en un ensemble circulaire de manière à définir un cylindre imaginaire autour de son axe central, les axes longitudinaux des premiers et seconds rouleaux
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étant décalés par rapport à un axe central du cylindre imaginaire tandis que les rouleaux sont maintenus parallèles l'un à l'autre ; un premier dispositif d'alimentation pour amener sans interruption une première bande de résine synthétique, à l'état ramolli, transversalement sur une périphérie des premiers rouleaux de l'équipage de rouleaux ;
un premier dispositif d'entraînement pour faire tourner chacun des premiers rouleaux à la même vitesse ; chacun des premiers rouleaux comportant une pluralité de nervures annulaires circonférentielles également espacées les unes des autres dans le sens axial, les nervures des premiers rouleaux étant disposées d'une manière telle que les nervures associées de deux premiers rouleaux adjacents soient successivement en ligne le long d'un trajet hélicoïdal ; chacun des seconds rouleaux présentant une surface lisse et un axe traversant chacun des premiers rouleaux ; 1 un second dispositif d'entraînement pour faire tourner chacun des seconds rouleaux à la même vitesse par rotation de l'axe traversant chaque premier rouleau ;
un rouleau de pression comportant des nervures annulaires circonférentielles propres à s'engager dans des creux définis par les nervures adjacentes d'au moins un des premiers rouleaux, de sorte que la première bande est enroulée en hélice autour des premiers rouleaux tout en étant avancée axialement et que cette première bande acquiert des ondulations le long des nervures lorsqu'elle est enroulée autour de celles-ci, afin de former ainsi la paroi externe ondulée ;
un second dispositif d'alimentation disposé à l'intérieur de l'équipage de rouleaux pour amener sans interruption une seconde bande de résine synthétique, à l'état ramolli, à partir d'un côté intérieur de la paroi externe ondulée en cours de fabrication sur une surface
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interne de la paroi extérieure ondulée de telle façon que la seconde bande soit collée à la surface interne de la paroi externe ondulée et soit guidée par les seconds rouleaux, la seconde bande étant enroulée en hélice autour des seconds rouleaux tout en'étant avancée axialement en association avec la paroi externe ondulée, pour former ainsi la surface de paroi interne lisse.
Dans les dessins annexés : la Fig. 1 est une vue de face d'une forme d'exécution d'un appareil destiné à fabriquer en continu un tube ondulé conforme à l'invention, seules les parties principales étant représentées par souci de simplicité ; la Fig. 2 est une vue de côté schématique illustrant un système d'entraînement de rouleaux ; la Fig. 3 est une vue en coupe transversale montrant l'intérieur des rouleaux ; la Fig. 4 est une vue de face schématique montrant comment une première et une seconde bande de résine synthétique sont enroulées autour des rouleaux respectivement ;
la Fig. 5 est une vue de côté schématique en partie en coupe transversale montrant comment la première et la seconde bande de résine sont amenées sur les rouleaux, respectivement, et la Fig. 6 est une vue fragmentaire à plus grande échelle de la paroi de tube ondulé fabriquée au moyen de l'appareil de l'invention.
Comme le montrent les Fig. 1 à 4, un tube lisse intérieur A d'un tube ondulé X est formé par un cylindre imaginaire 1, tandis qu'un tube extérieur ondulé B est formé par un cylindre imaginaire 2. Comme le montre la Fig. 4, une bande en résine synthétique (a) est amenée à partir d'une filière intérieure 3 sur le cylindre imaginaire 1, à partir de l'intérieur de celui-ci, pour former le tube lisse intérieur A. Une bande de résine synthétique (b) est débitée à partir d'une filière extérieure 4 transversalement sur le
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cylindre imaginaire 2 à partir de l'extérieur de celui-ci pour former le tube extérieur ondulé B. Les cylindres imaginaires 1, 2 sont constitués par une pluralité de rouleaux 6 à surfaces lisses et par une pluralité de rouleaux 8 à nervures 7, respectivement.
Chacun des rouleaux 6 forme un prolongement de chaque rouleau 8.
La Fig. 3 montre les détails des structures intérieures du rouleau 6 et du rouleau 8. Le rouleau à surface lisse 6 est fixé rigidement à un arbre creux tournant 5. L'arbre tournant 5 sert d'arbre d'entraînement pour faire tourner le rouleau à surface lisse 6. Le rouleau 8 avec les nervures 7 est monté à rotation libre autour de l'arbre 5. Des organes d'extrémité 9,9 sont attachés aux deux extrémités du rouleau 8. Le rouleau 6 et le rouleau 8 sont supportés à rotation entre une plaque de support postérieure 10 et une plaque de support antérieure 11. La plaque de support postérieure 10 est fixée verticalement sur une table de montage (non représentée). Un axe central 12 traverse la plaque de support 10. La plaque de support antérieure 11 est fixée à l'extrémité de l'axe central 12.
Dans cette forme d'exécution, la plaque de support postérieure 10 est percée de huit ouvertures 13 dans lesquelles chaque prolongement postérieur 20 des rouleaux 8 est monté à rotation au moyen d'un palier 19. Des ouvertures correspondantes 14 traversent la plaque de support antérieure il. Une coiffe d'extrémité 16 est ajustée dans l'orifice du rouleau à surface lisse 6 et une saillie 17 de la coiffe d'extrémité 16 est reçue à rotation dans l'ouverture 14 au moyen d'un roulement 18.
Le cylindre imaginaire 1 est formé autour de l'axe central 12 par huit rouleaux lisses 6 fixés rigidement aux arbres creux tournants 5. De même, le cylindre imaginaire 2 est formé autour de l'axe central 12 par huit rouleaux nervurés 8 montés coaxialement à rotation autour des arbres 5. Quoique les dessins ne le montrent pas de manière spécifique, les axes longitudinaux des rouleaux 6, 8 sont décalés par rapport à l'axe central des cylindres
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imaginaires 1,2 tandis que les rouleaux 6,8 sont maintenus parallèles l'un à l'autre pour faire avancer les bandes de résine synthétique enroulées en hélice (a), (b).
Les nervures 7 des rouleaux 8 sont agencées de telle façon que les nervures 7 de chaque rouleau adjacent 8 soient successivement alignées le long d'un trajet hélicoïdal pour faire avancer la bande de résine synthétique (b) enroulée en hélice.
Une roue à chaîne 21 et une roue à chaîne auxiliaire 25 sont fixées à l'arbre 5 pour le faire tourner de même que le rouleau 6, tandis qu'une roue à chaîne 22 et une roue à chaîne auxiliaire 30 sont fixées au prolongement de rouleau postérieur 20 pour faire tourner le rouleau 8.
Comme le montre la Fig. 2, une chaîne 24 passe autour des roues à chaîne 21 et d'une roue à chaîne d'entraînement 23. Une chaîne 27 passe autour des roues à chaîne auxiliaires 25 et d'une roue à chaîne régulatrice 26 de sorte que, lorsque six roues à chaîne 21 sont entraînées par la roue à chaîne d'entraînement 23, tous les arbres 5 tournent à la même vitesse, grâce aux roues à chaîne auxiliaires 25 qui sont entraînées en rotation par les roues à chaîne 21. De même, les rouleaux 8 sont entraînés en rotation au moyen des roues à chaîne 22 entraînées par une roue à chaîne d'entraînement 28 par l'intermédiaire d'une chaîne 29 et tous les rouleaux 8 sont entraînés à la même vitesse à l'aide des roues à chaîne auxiliaires 30 et d'une roue à chaîne régulatrice 31 autour desquelles passe une chaîne 32.
Les rouleaux à surface lisse 6 sont entraînés plus rapidement que les rouleaux à nervures 8 car le diamètre du tube lisse intérieur A est plus petit que le diamètre du tube extérieur ondulé B à cause de l'épaisseur de paroi.
Comme le montre à nouveau la Fig. 3, une conduite d'alimentation d'eau 33 est disposée coaxialement dans l'arbre 5. L'eau de refroidissement parvient par la conduite 33 à l'orifice 34 prévu à l'extrémité antérieure de la conduite 33. L'eau passe alors par un espace annulaire formé
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entre l'arbre 5 et la conduite 33 et pénètre dans un espace creux 35 du rouleau 6 pour refroidir ce rouleau 6. L'eau passe ensuite dans un espace creux 36 pour refroidir le rouleau 8 et traverse un espace annulaire prévu entre l'arbre 5 et la conduite 33, puis parvient à un réservoir extérieur (non représenté) à travers un raccord tournant 38.
Un rouleau de pression 39 comportant des nervures 41 est prévu pour coopérer avec les nervures 7 du rouleau 8, comme le montrent les Fig. 1 et 4. Le rouleau de pression 39 est fixé à la plaque de support postérieure 10 de manière à pouvoir tourner librement. Une pluralité de galets de support 40 peut être prévue radialement vers l'intérieur des rouleaux 8 pour empêcher les rouleaux 8 de fléchir vers l'intérieur.
La bande de résine synthétique (b) amenée en substance tangentiellement à partir de la filière extérieure 4 est enroulée en hélice autour des rouleaux à nervures 8 et est pressée entre les rouleaux 8 et le rouleau de pression 39 pour former tie tube extérieur ondulé B tandis que la bande (b) est disposée avec un certain chevauchement et est avancée axialement suite à la disposition décalée des axes longitudinaux des rouleaux 8, comme mentionné plus haut. Ensuite, la bande de résine synthétique (a) débitée par la filière intérieure 3 disposée à l'intérieur du cylindre imaginaire 1 est enroulée en hélice autour des rouleaux à surface lisse 6, tout en étant simultanément amenée en contact avec la paroi interne du tube extérieur ondulé B (voir Fig. 5) et collée à celle-ci.
Le tube intérieur lisse A ainsi formé est solidement attaché au tube extérieur B par le rouleau de pression 41. Pendant que le tube ondulé X est fabriqué de manière continue, les rouleaux 6,8 sont refroidis par de l'eau de refroidissement, comme décrit plus haut. Les détails de la construction de paroi du tube ondulé X sont tels qu'indiqués sur la Fig. 6.