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DESCRIPTION Procédé et dispositif d'enduction avec un lubrifiant de
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la surface interne d'un tube en matière synthétique La présente invention concerne un procédé ainsi qu'un dispositif d'enduction interne de tubes extrudés en matière synthétique selon les préambules des revendications 1 et 6.
L'introduction de câbles, tels de câbles de fibres optiques, dans de longues gaines de protection déjà-posées en terre exige une enduction fine et régulière de La surface interne de la gaine avec un lubrifiant liquide efficace. La pellicule lubrifiante ainsi produite réduit considérablement les forces de frottement entre le câble en cours de glissement et la paroi interne de la gaine de protection lors de l'insertion du câble.
Les procédés utilisés à l'heure actuelle d'enduction interne de la gaine de protection pour câbles avec un lubrifiant sont largement insuffisants. Ainsi, la méthode la plus simple consiste à verser sur le chantier quelques litres de lubrifiant dans l'extrémité antérieure de la gaine de protection pour câbles déjà posée et de répartir celui-ci tant bien que mal, à savoir de manière tout à fait irrégulière sur la surface interne. de la gaine de protection au moyen d'un flux d'air comprimé ou d'un piston à garniture à air comprimé. Selon une autre méthode, une gaine flexible poreuse en forme de boudin qui est remplie
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de lubrifiant est insérée dans la gaine.
A cette occasion, le lubrifiant s'écoule des pores et se répartit à nouveau de manière très irrégulière, autrement dit, il se produit dans la partie antérieure de la gaine de protection une surlubrification et dans la partie postérieure de celle-ci une sous-lubrification.
On a également déjà proposé d'enduire une gaine de protection en usine pour éviter la manipulation complexe du lubrifiant sur le chantier. Mais à cet effet, on utilise aussi le procédé de répartition par piston (un piston à garniture est enfoncé dans une gaine de protection pour câbles et répartit le lubrifiant qui y a été versé au préalable, cette méthode donne lieu à une enduction irrégulière et non reproductible).
Par ailleurs, on utilise un procédé de pulvérisation selon lequel un lubrifiant est atomisé en fines particules avec un dosage exact sur la ; paroi interne chaude encore ductile de la gaine de protection directement après sa formation dans le moule d'injection de l'extrudeuse à l'aide d'un système d'injection ou de pulvérisation. Cette
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méthode d'enduction in-line fonctionne de manière très précise et reproductible, c'est-à-dire que les gaines de protection extrudées et ainsi enduites présentent toujours une couche de lubrifiant fine et régulière sur la surface interne de la paroi de la gaine sur leur circonférence et sur toute leur longueur.
Ce procédé parfait en soi du point de vue de la technique présente toutefois trois inconvénients en technique d'application :
1) Les gaines de protection présentant de petits diamètres internes ( < 25 mm) ne peuvent plus faire l'objet d'une enduction interne selon cette méthode en raison du volume minimal de l'injecteur de pulvérisation.
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2) Une gaine de protection dont l'intérieur doit être enduit et dans laquelle un câble ou une bande en matière synthétique relativement épais doit être inséré ne peut pas être enduite selon la méthode de pulvérisation expliquée.
3) Les gaines de protection pour câbles extrêmement longues ( > 1000 m) ne peuvent plus faire l'objet d'une enduction interne avec un lubrifiant selon le procédé de lubrification par injecteurs, en raison de la perte élevée de pression que subit l'agent qui s'écoule à cause de la longueur importante de la gaine.
La présente invention a pour objet d'améliorer un procédé et un dispositif d'enduction interne de tubes en matière synthétique extrudés du type décrit dans le préambule des revendications 1 ou 6 de sorte que des tubes en matière synthétique de petit diamètre interne et de longs tubes en matière synthétique ainsi que ceux dans lesquels un câble ou une bande en matière synthétique doit être introduit peuvent être pourvus de manière fiable d'une enduction interne régulière par un lubrifiant.
Cet objet est atteint conformément aux revendications.
Les sous-revendications décrivent les caractéristiques de variantes d'exécution recommandées de l'invention.
L'invention est expliquée plus en détail ci-après à l'aide de la description d'exemples d'exécution par référence aux figures. Celles-ci illustrent :
Figure 1 : une coupe d'une première variante d'exécution du procédé selon l'invention ;
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Figure 2 : une deuxième variante d'exécution du procédé en coupe ;
Figure 3 a, b : un dispositif de déviation des gouttes pour le lubrifiant excédentaire ;
Figure 4 : un dispositif selon l'invention disposé dans une tête d'extrusion ;
Figure 5 : une variante du dispositif selon la figure 4, semblable à la figure 2 ;
Figure 6 : le dispositif selon l'invention avec des rainures longitudinales sur la surface périphérique du mandrin ;
Figure 7 : une variante de la forme d'exécution selon la figure 6.
Conformément à la figure 1, une fente annulaire 1, 1' de très faible largeur et de profondeur plus importante est pratiquée dans le mandrin du moule à injection de ltextrudeuse par lequel le lubrifiant liquide est expulsé. Il s'écoule en quantité définie de la fente annulaire en étant régulièrement réparti sur la circonférence du mandrin de manière radiale ou radiale-axiale et s'étend comme une fine couche d'épaisseur appropriée sous la masse en plastique ductile s'écoulant axialement vers l'avant par le passage 2 du moule, c'est-à-dire que celui-ci"surnage"pratiquement sur la couche de lubrifiant.
Le lubrifiant, dont le débit est de l'ordre de 0 à 10 litres/heure en fonction du diamètre de la gaine et de la vitesse d'extrusion, est expulsé par une pompe de dosage à alimentation forcée installée à côté de l'extrudeuse par l'intermédiaire de l'alésage 3 (pratiqué par un poinçon) 4,5, 6 et 7 dans une
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chambre périphérique 8 dont la section, vue dans le sens de l'écoulement, est un multiple de celle de la fente annulaire 1, il. La fente annulaire est produite par la construction suivante : la partie antérieure 9, c'est-à-dire la partie droite sur la figure 1, du mandrin en deux parties est conçue en forme étagée (dit épaulements rotatifs).
Le premier épaulement rotatif forme avec l'alésage correspondant de la partie postérieure gauche du mandrin 10 la moitié gauche de la chambre périphérique 8 dont la moitié droite est vissée dans le corps du mandrin 9 comme rainure circulaire. Le deuxième épaulement rotatif est conçu comme un ajustement. Il est inséré dans l'alésage correspondant aux tolérances appropriées de la partie postérieure du mandrin. Le troisième étage forme un épaulement fileté qui est vissé dans l'alésage fileté correspondant de la partie postérieure du mandrin.
Une bague d'écartement 11 aux dimensions très précises et très finement travaillée sur ses surfaces qui est logée comme élément de butée sur, le deuxième épaulement rotatif, assure l'écarte- ment exact entre la partie antérieure et la partie postérieure du mandrin de la fente annulaire 1, 1', dont la largeur est, sur toute sa circonférence, de dimensions exactement identiques. Cela présuppose naturellement que, d'une part, les surfaces d'application de la bague d'écartement dans la partie antérieure et la partie postérieure du mandrin et, d'autre part, les surfaces délimitant la fente annulaire soient fabriquées avec précision et très finement travaillées.
Cela seul peut garantir que le lubrifiant s'écoule uniformément sur la circonférence du passage, à la seule condition toutefois que la perte de pression du lubrifiant s'écoulant par la fente annulaire dans celui-ci soit très élevée. Cette importante perte de pression est atteinte par une faible largeur et une profondeur plus importante de la fente annulaire. Les deux dimensions dépendent finalement du débit et de la viscosité
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du lubrifiant.
L'alignement exact des deux parties du mandrin est également garanti par le deuxième épaulement rotatif qui forme un ajustement de centrage avec l'alésage correspondant dans la partie postérieure du mandrin. Le troisième épaulement fileté enfin, qui entre en prise dans l'alésage fileté correspondant de la partie postérieure du mandrin, sert au vissage des deux parties du mandrin l'une à l'autre. Un logement à fond plein à six pans creux 12 est prévu pour recevoir la clé mâle hexagonale au moyen de laquelle les deux parties du mandrin sont vissées.
De façon standard, la fente annulaire 1 est alignée radialement de manière exacte ; il s'avère toutefois plus avantageux pour l'écoulement que la fente annulaire 1'soit aligné radialement-axialement dans le sens d'écoulement de la masse en plastique ductile.
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La figure 2 illustre une forme d'exécution du dispositif selon l'invention, la fente annulaire étant disposée peu avant l'extrémité du moule d'injection, afin que la pression de masse du plastique ductile s'écoulant du passage 2 diminue fortement dans le sens de l'écoulement.
Elle atteint la pression atmosphérique à l'extrémité du passage 2. La position axiale de la fente annulaire 1 doit donc être choisie de sorte que la pression de masse soit à cet endroit approximativement du même ordre de grandeur que la perte de pression de la fente annulaire 1, l'traversée par le lubrifiant. C'est seulement ainsi qu'est garanti un écoulement de sortie régulier du lubrifiant sur toute la circonférence. La position axiale exacte de la fente annulaire 1, l'doit donc être choisie en fonction de la viscosité et du débit du lubrifiant.
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La figure 3a représente une variante extrême à cet égard de la deuxième forme d'exécution : la fente annulaire 1, l'est disposée pratiquement à hauteur de la sortie du passage 2 à l'extrémité du mandrin. A cet endroit, la masse en plastique déformée a pratiquement pris la pression ambiante. Pour créer une sorte de zone de compensation pour la masse en plastique ductile tubulaire enduite sur sa face interne de lubrifiant, la partie antérieure 9 en saillie du mandrin présente un diamètre externe légèrement supérieur à la partie postérieure du mandrin, ce qui contribue au lissage postérieur de la surface interne de la gaine de protection pour câbles.
Du point de vue de la technique de l'écoulement, il s'est toutefois avéré avantageux de maintenir en principe- et cela vaut pour toutes les exécutions illustrées (fi-
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gures 1-7)-le. diamètre Dv de la partie antérieure 9 du mandrin légèrement inférieur au diamètre DH de la partie postérieure 10 du mandrin. Si's est la largeur de la fente annulaire 1, 1', il est donc conseillé de garder par exemple Dv inférieur de 2s à DH'c'est-à-dire que Dv = DH- 2s.
Sur la face frontale de la partie antérieure du mandrin est vissé un disque profilé 13 (figures 1-7) dont la vue latérale est illustrée à la figure 3b. Sa fonction est la suivante : le bord supérieur en demi-cercle de la partie antérieure du mandrin râcle en permanence le lubrifiant de la masse en plastique encore ductile de forme tubulaire. Par suite de l'effet de la gravité, celui-ci coule vers le bas. Pour éviter qu'il ne salisse toute la surface frontale du mandrin, le disque profilé 13 faisant office de gouttière de guidage est configuré et positionné de sorte que le lubrifiant glissant de haut en bas soit recueilli et dévié vers le côté, où il coule à nouveau
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tangentiellement sur la face interne de la paroi de la gaine.
La figure 4 représente un dispositif de lubrification avec fente annulaire utilisé sur une tête d'extrusion.
L'alésage central 14 sert au passage d'un élément de traction plus épais, par exemple un câble en matière synthétique. La chambre périphérique 8 est dans ce cas alimentée en lubrifiant par un ou plusieurs-en cas de débits plus importants-alésages 15 excentriques débouchant axialement dans la chambre périphérique où le lubrifiant est amené par une pompe de dosage. Contrairement à l'exécution de la figure 1, la bague d'écartement 16 définissant la largeur de la fente annulaire est positionnée à l'extrémité frontale de l'alésage fileté, c'est-à- dire que l'épaulement fileté de la partie antérieure du mandrin est vissé contre cette bague d'écartement.
Naturellement, toutes les surfaces d'application de et pour la ,-bague d'écartement doivent à nouveau être travaillées de manière très précise et très fine. Toutes les autres caractéristiques de construction et de fonctionnement sont identiques à celle de l'exécution de la figure 1. Il en va de même quant à l'exécution de la figure 5, ou seule la position axiale de la fente annulaire est choisie différente pour les raisons précitées.
La figure 6 représente un mandrin dont la surface présente des rainures ou cannelures longitudinales 17, présentant par exemple une section en zig-zag. Ce profilage a pour but de fabriquer une gaine pour câbles optiques dont la paroi interne est profilée de manière correspondante.
Une gaine avec une telle paroi interne cannelée longitudinalement présente des propriétés de glissement plus avantageuses que les gaines de protection pour câbles à paroi lisse puisque la surface de contact entre le câble et la
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paroi du tube est plus petite. La lubrification d'une telle surface interne profilée peut être accomplie selon l'invention, comme le montre la figure 6 pour la tête d'injection.
Par rapport à l'exécution des figures 3 et 4, la construction diffère en ce sens que les deux parties du mandrin qui présentent des surfaces cannelées longitudinalement sont maintenues dans une position circonférentielle exacte l'une par rapport à l'autre (blocage de la rotation) au moyen d'une clavette 18 logée dans une rainure d'ajustage correspondante ; autrement dit, toutes les cannelures/rainures longitudinales dans la partie antérieure et la partie postérieure du mandrin sont exactement alignées l'une à l'autre.
Ainsi, on peut garantir la fabrication d'une façon soignée d'un profilage à cannelures longitudinales de la surface interne de la gaine de protection. La fente annulaire 1, 1'est à nouveau réglée de manière définie par une ba"1t1e d'écartement 19. En raison de la nécessité d'un blocage de la rotation par une clavette d'ajustage, la partie antérieure du mandrin doit être vissée au moyen d'une vis de fixation centrale 20 à la partie postérieure du mandrin.
Cette vis présente un alésage 21 centré suffisamment grand pour pouvoir insérer centralement le câble de traction amené par l'alésage 22 dans la gaine. Pour une alimentation suffisante de la chambre périphérique 8 en lubrifiant, deux alésages excentriques 15 mènent au moins à celui-ci.
Pour la tête d'injection standard représentée à la figure 7 avec un mandrin cannelé longitudinalement, la vis de fixation 20 décrite est également, en raison de la clavette d'ajustage 18, indispensable. Comme en cas de tête
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d'injection standard, aucun câble n'est inséré dans la gaine, le logement à fond plein centré 23 dans la vis de fixation est utilisé comme alésage d'alimentation en lubrifiant. Le lubrifiant s'écoule dans la chambre périphérique 8 par les alésages 24 se ramifiant à l'extrémité du logement 23 dans la tige de la vis et par une rainure périphérique 25 dans la partie antérieure du mandrin.