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PERFECTIONNEMENTS AUX MACHINES PERMETTANT DE DEMOULER DES OBJETS HUMIDESo
La présente invention est relative à la fabrication d'objets for- més sur un mandrin ou moule avec une matière pâteuse ou plastique et elle con- cerne plus particulièrement un procédé et une machine permettant de séparer de tels objets des moules sur lesquels ils ont été formés. Un exemple typique du procédé général auquel peut être appliquée la présente invention est la fa- brication de tuyaux en ciment-amiante, étant bien entendu, toutefois, que cet- te invention est susceptible d'être appliquée, en principe, à la fabrication d'autres objets en matière moulée ou plastique à l'état humide.
Le procédé habituel de fabrication de tuyaux en ciment-amiante consiste à enrouler une plaque humide en pâte de ciment-amiante, sur un man- drin creux rotatif et à la soumettre en même temps à une forte pression.' Lorsqu-'un tuyau d'épaisseur appropriée a été formé, on retire le mandrin de la presse et on décolle le tuyau de ce mandrin en vue de son séchage. Mais, par suite de la pression élevée appliquée sur la matière pendant son enrou- lement, celle-ci adhère fortement au mandrin et son enlèvement constitue un problème qui, jusqu'ici, n'a pas été résolu d'une manière entièrement satis- faisante.
Il existe un procédé antérieur suivant lequel, en vue de facili- ter la séparation du tuyau formé d'avec le mandrin, on enduit ce mandrin d'huile ou de cire, ce qui évite l'adhérence du tuyau. Mais comme l'huile ou la cire empêche l'adhérence, la matière peut glisser sur le mandrin au cours de la formation du tuyau et l'on obtient des tuyaux très déformés.
Un autre procédé connu pour séparer le tuyau du mandrin consiste à comprimer de l'air entre le tuyau formé et son mandrin pendant que 14'on soumet ce tuyau à une action de calandrage. Dans la mise en pratique de ce
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procéaé, il arrive fréquemment que le tuyau n'est que partiellement décollé, certaines parties restant toujours adhérentes au mandrin, ce qui provoque des fissures et des tensions internes dans la paroi du tuyau et, invariablement,' ce procédé donne lieu à des déformations structurales excessives du tuyau qui se traduisent par un manque d'uniformité dans ses dimensions et sa résistance sur toute sa longueur.
Si l'on veut obtenir une résistance suffisante pour éviter les fissures, les tensions internes ou le défaut d'uniformité, on se trouve dans l'obligation de donner une épaisseur excessive à la paroi du tuyau et, après démoulage ou séparation, d'enlever mécaniquement cet excédent d'é- paisseur.
Un troisième procédé consiste à porter rapidement le mandrin à une température supérieure à 100 C, de manière à transformer l'eau contenue dans la matière constituant la paroi adjacente du tuyau en une couche de va- peur destinée à séparer le tuyau de son mandrin de formation. Bien que ce pro- cédé soit efficace en ce qui concerne le démoulage, le chauffage du mandrin provoque un séchage partiel rapide de la partie interne du tuyau et une di- minution correspondante de sa résistance. En outre, la dilatation du mandrin sous l'action de la chaleur, à laquelle s'ajoute une formation brusque de vapeur, provoque une certaine déformation du tuyau.
Un quatrième procédé de démoulage de tuyaux humides est décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n 2.430.411.
Ce procédé consiste à envoyer un courant électrique à travers la paroi du tuyau entre le mandrin constituant une électrode et un écran métal- lique constituant l'autre électrode tout en faisant tourner le mandrin sous tension sur l'écran, ceci en vue de former, par électrolyse, une couche de gaz entre le tuyau et le mandrin. Ce procédé n'a jamais été utilisé avec suc- cès par suite de l'impossibilité de réaliser un bon contact électrique entre l'écran et le tuyau, avec comme conséquences une séparation incomplète du tuyau d'avec le mandrin et une détérioration excessive de sa surface extérieu- re par amorçage d'arcs.
La présente invention a pour objet un procédé permettant de sépa- rer un objet d'un mandrin ou d'un moule sans affecter, de façon appréciable, sa résistance, son uniformité ou ses dimensions, et ce, en n'utilisant qu'un minimum de matière, pour obtenir les propriétés désirées.
Un autre objet de l'invention consiste à réaliser un dispositif grâce auquel on peut séparer un objet du mandrin ou du moule sur lequel on le forme, en provoquant la formation lente et uniforme d'une mince couche de gaz entre l'objet et le mandrin ou le moule sans élever notablement la tempé- rature de l'un ou l'autre élément.
La présente invention a également pour objet une machine destinée à séparer d'un moule ou mandrin un objet humide et dans laquelle des organes connectés à l'un des pôles d'une source de courant électrique sont maintenus en contact électrique parfait pendant l'opération de démoulage. Cette inven- tion a en outre pour objet une machine permettant la séparation d'un objet hu- mide d'avec un moule ou mandrin en faisant passer un courant électrique à tra- vers cet objet, des moyens étant prévus pour empêcher sa détérioration par a- morgage d'arcs.
D'une manière générale, les objets ci-dessus sont réalisés, con- formément à la présente invention, en supportant l'ensemble : objet à séparer- mandrin ou moule, et en appliquant sur l'objet une série de contacts. Ces con- tacts étant séparés du dispositif supportant l'ensemble; objet à séparer-man drin ou moule, chacun d'eux peut être appliqué fortement contre une partie importante de l'objet, malgré les irrégularités qui peuvent se présenter sur sa surface. Les contacts, l'objet à séparer et son mandrin ou moule font par- tie d'un circuit électrique et lorsqu'une tension suffisante est appliquée à ce circuit, un courant d'électrolyte circule à travers l'objet à séparer, ce qui donne naissance à une couche de gaz entre cet objet et son mandrin ou moule.
Des moyens sont prévus pour régler la tension de manière à empêcher la production d'arcs, lorsqu'on écarte les contacts de l'objet.
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La couche de gaz formée par électrolyse entre l'objet et le man- drin ou moule est très mince, et, comme on ne chauffe pas le mandrin ou mou- le n'est soumis à aucune dilatation et l'objet à séparer ne subit aucune dé- formation permanente pendant le démoulage et, par conséquent, aucune action préjudiciable à sa résistance et à ses simensions. Etant donné que l'amorça- ge d'arcs' est évité, la surface extérieure de l'objet ne subit aucune détério- ration.
Les tuyaux en ciment-amiante fabriqués au moyen de la machine fai- sant l'objet de la présente invention Jnt leur surface intérieure lisse, pré- sentent une résistance et des dimensions sensiblement uniformes sur toute leur longueur et ne nécessitent qu'un minimum de matière, comparativement aux sur- faces rugueuses, aux zones de moindre résistance et aux irrégularités de di- mensions ou de répartition de matière rencontrées dans les tuyaux fabriqués suivant les procédés antérieurs. Des essais comparatifs ont montré que des tuyaux séparés de leur mandrin au moyen de la machine faisant l'objet de la présente invention possèdent une résistance à la traction supérieure de 26 %. à celle de tuyaux analogues démoulés suivant les procédés antérieurs.
La présente invention sera mieux comprise et d'autres caractéris- tiques et avantages apparaîtront au cours de la description suivante que sera faite en se référant au dessin annexé sur lequel on a représenté un mode de réalisation préféré.
La figure 1 est une vue de face, partie en coupe, d'une forme d'exécution préférée de cette invention; la figure 2 est une vue en bout de l'appareil, regardé du côté droit de la figure 1; la figure 3 est une vue en coupe suivant 3-3 de la figure 1; la figure 3a est une'vue en coupe suivant 3a-3a. de la figure 3; la figure 4 est une vue en coupe suivant'4-4 de la figure 1; la figure 5 est une vue en coupe suivant 5-5 de la figure 1; la figure 6 est une vue en coupe suivant 6-6 de la figure 5; la figure 7 est une vue partielle en élévation représentant un détail du dispositif de la figure 6 ; la figure 8 est une vue en coupe suivant 8-8 de la figure 6; la figure 9 est une vue par-dessus du balai du mandrin et de son support;
la figure 10 est une vue en coupe suivant 10-10 de. la figure 9, et la figure 11 est un schéma montrant un circuit de commande fai- sant partie de la prés-ente invention.
La description suivante de l'invention concerne plus particuliè- rement la fabrication de tuyaux en ciment-amiante, mais il est bien entendu qu'elle pourra être appliquée, d'une façon générale, au traitement d'objets constitués par d'autres matières plastiques humides.
Sur le dessin annexé, on a représenté un mandrin creux en acier 2 sur lequel a été formé un tuyau 4 en ciment-amiante humide, l'ensemble : mandrin-tuyau formant bloc étant supporté au moyen de deux paire;? de colliers 6 et 8 sur lesquels reposent les extrémités du mandrin non recouvertes par le tuyau. Chaque paire de colliers 6 et 8 est fixée à un' rouleau en acier 10 ou 12, ces rouleaux étant situés de part et d'autre d'un plan vertical pas- sant par l'axe du mandrin. Si on le désire, l'ensemble : objet à¯séparer-man- drin peut être supporté directement par les rouleaux 10. et 12, les colliers 6 et 8 étant,dans ce cas, supprimés, ce qui permet à la surface extérieure du tuyau d'être en contact avec les rouleaux. Toutefois, il est préférable d'utiliser les colliers.
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Les rouleaux 10 et 12 sont montés à leurs extrémités opposées dans des paliers appropriés, portés par des montants 14 et 16 d'un bâti, montants constitués par des cornières 18, 20, 22, 24 (figure 2), reliées par des entretoises 26, 28 et 30.
Les deux extrémités, du bâti sont reliées par un nombre approprié d'entretoises longitudinales, constituées par exemple par des tubes 32 et 34.
A une extrémité de chacun des rouleaux 10 et 12 est fixé un pignon 36, entraîné par un autre pignon 38. Ce pignon 38 est fixé sur l'arbre 40, en- tramé dans le sens indiqué par la flèche par un moteur, non représenté. La disposition est telle que les rouleaux 10 et 12 et, par suite, les colliers 6 et 8, tournent dans le même sens et, par conséquent, entraînent en rotation l'ensemble formé par le tuyau et le mandrin.
Un carter 42 est adapté sur les montants d'extrémité du bâti, de manière à pouvoir se déplacer verticalement. Ce carter est muni d'une équerre 44 à ses extrémités. A chaque équerre 44 est fixée l'extrémité d'une chaîne 46 qui passe sur une roue dentée 48 pouvant tourner sur la traverse supérieu- re 26 du bâti (figure 2). Chaque chaîne passe ensuite sous une première roue dentée 50, puis sur une deuxième roue dentée 52, ces roues dentées étant res- pectivement fixées aux arbres 54 et 56, montés sur le bâti, de toute manière appropriée. A l'extrémité inférieure de chaque chaîne est fixée une masse 58, dont le poids est inférieur à la moitié de celui du carter 42 et qui, par suite, sert partiellement de contrepoids à ce carter.
Sur l'arbre 54, du co- té intérieur, par rapport à la roue dentée 50, est prévue une autre roue den- tée 60, à laquelle est fixée par une extrémité une chaîne 62, dont l'autre extrémité est fixée à la tige de piston 64, d'un dispositif hydraulique, re- présenté schématiquement en 66. Lorsque la tige de piston 64 descend, le carter 42 monte vers la partie supérieure du bâti et lorsque la tige de pis- ton remonte, le carter, plus lourd que le contrepoids 58, descend jusqu'à la limite de sa course. Le déplacement du carter peut être réglé soit au moyen d'un dispositif mécanique approprié, soit par limitation de la course de la tige de piston 64. Un verrou est prévu en 67 pour maintenir le carter dans sa position haute, lorsque le dispositif hydraulique 66 est inopérant.
Près des extrémités du carter 42 sont montées deux tiges filetées 68 munies d'un volant de manoeuvre 69. Ces tiges filetées sont vissées dans deux têtes formant écrous 70 prévues une à chaque extrémité d'une barre 72 courant le long du carter 42. Les têtes 70 sont isolées électriquement de la barre 72 au moyen de rondelles isolantes 74 et de manchons isolants (non représentés) qui passent à travers les têtes 70, les rondelles 74 et les supports 76 de la barre. Ce montage correspond à celui représenté sur la figure 10 ci-après décrite. En faisant tourner les tiges 68, on obtient à volonté le réglage en hauteur de la barre 72.
Sur cette barre 72 sont fixées des pattes 78 grou- pées par paires percées de trous en alignement, destinés à recevoir et à supporter une tige 80; un certain nombre de supports 82 en forme d'U ou cha- pes sont fixés à la barre 80 au moyen de bras 84. Entre les bras latéraux 83 de chaque chape 82 est fixé un axe 86 (voir figure 8), chacun de ces axes servant de support à un galet de contact 88. Chaque galet 88 est constitué parun cylindre 90 en matière conductrice, dans lequel est partiellement en- gagée une pièce tubulaire ou bague collectrice 92 en matière conductrice, et par deux pièces 94 et 96 en matière isolante respectivement emmanchées dans le cylindre 90 et dans la pièce tubulaire 92.
Les pièces en matière iso- lante 94 et 96 sont montées de manière à tourner sur l'arbre 86 et isolent électriquement le galet de contact 88 des chapes 82. Sur l'un des bras 83 de chaque chape 82 est fixé un porte-balai 98 dont le balai en carbone 100, appliqué élastiquement contre la bague collectrice 92 au moyen d'un ressort 102, est connecté à la tige 80 au moyen d'un fil conducteur 104.
Les galets de contact 88 ont, de préférence, une longueur d'en- viron 15 cm et sont montés sur la barre 80 de manière à pouvoir. exécuter, individuellement, un léger déplacement angulaire. Ce mouvement peut être obtenu soit au moyen d'un dispositif approprié quelconque permettant de li- miter l'amplitude du pivotement, soit en utilisant la propre élasticité des
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bras 84. Grâce à ce dispositif, toute irrégularité de la périphérie du tuyau ne risque,tout au plus, que de s'opposer au bon contact d'un seul galet sur le tuyau, et ceci momentanément. Ainsi, le dispositif ci-dessus décrit assure toujours un contact satisfaisant entre les galets et le tuyau.
Sur la barre 72 sont montées, convenablement isolées, deux pattes
106, sur chacune desquelles est fixée une pièce tubulaire 108 passant à tra- vers une ouverture 110 pratiquée dans la partie supérieure du carter 42. Sur la face supérieure du carter 42, près de chaque ouverture 110, est disposée une échelle graduée 112, avec laquelle coopère un index 114 prévu sur la pièce tubulaire 108, et indiquant la position exacte de la barré 82. Dans chaque pièce tubulaire 108 est montée, de manière à coulisser,' une tige 116 munie d'un index 118 à son extrémité supérieure, cet index passant à travers une fente 120 pratiquée dans la pièce tubulaire 108.
L'extrémité'inférieure de chaque tige 116 est en matière isolante et vient en contact avec une butée
122 fixée à une des chapes 82, de sorte que l'index 118, en combinaison avec l'échelle graduée 112, indique la position, à l'intérieur du carter, des ga- lets de contact 88.
Sur les figures 9 et 10 on a représenté le montage des balais' frottant sur les extrémités du mandrin 2. Sur la barre 72 est fixé un support
124, de section en forme de T, auquel est fixé un deuxième support 126 en forme de T. Entre ces supports est interposé un organe d'écartement 128, en matière isolante, les supports et cet organe d'écartement étant percés de trous en alignement. Dans chaque groupe de trous est engagé un manchon 130 en matière isolante et, à chaque extrémité de chaque manchon,'est disposée ,une rondelle isolante 132. Un dispositif de fixation 134 passe à travers les rondelles et le manchon et assujettit les supports et l'organe d'écartement.
Le support 126 se trouve ainsi isolé électriquement de la barre 72. Comme indiqué plus haut, la barre 72 est isolée électriquement des tiges filetées 68 au moyen d'un dispositif sensiblement le même que celui que l'on vient de décrire.
Sur le support 126 sont fixées deux fers en U 136. Dans ces fers en U est monté de manière à pouvoir coulisser un bloc 138 comportant deux alvéoles 140 dans sa face inférieure et, fixée sur une de ses faces latéra- les, une patte 142 se prolongeant au-dessous de son bord inférieur. Dans le fond de chaque fer 136 est percée une fente 144 à travers laquelle passe un tenon 146 fixé au bloc 138. Le bloc inférieur 148 est fixé à un bloc supé- rieur 138 au moyen d'un axe 143 passant à travers des trous percés en aligne- ment dans ce bloc 148 et dans la patte 142.
Dans la face supérieure du bloc 148 sont formés deux alvéoles correspondant aux alvéoles 140 pratiqués dans la face inférieure du bloc supérieur 138 et dans ces alvéoles sont logés deux ressorts 150 qui, en combinaison avec le tenon 143, constituent un montage pivotant élastique pour le bloc 148. A l'extrémité inférieure du bloc 148 est fixé un balai 152 en cuivre, partiellement incurvé, auquel est fixé un fil conducteur 154.
La figure 11 donne le schéma d'un circuit électrique susceptible d'être utilisé pour la commande de la machine ci-dessus décrite. Les bornes 156 et 158 sont connectées aux bornes de sortie d'une génératrice de courant continu ayant, par exemple, une puissance de 60 kw, sous une tension de 350 V. Une résistance 160 est disposée dans le circuit de manière à pouvoir soit shunter cette génératrice, soit être mise hors circuit, au moyen des contacts 162 d'un relais n 1. Les bornes 164 et 166 sont respectivement connectées à la barre 80 supportant les galets de contact et aux fils conducteurs 154 des balais de mandrin.
Le dispositif représenté schématiquement en 168, est un interrupteur commandant un moteur électrique pour courant triphasé 440 V, qui entraîne l'arbre 40, et les organes 170 et 172 sont des contacts comman- dés par un .relais 174. Un interrupteur 176 susceptible d'être formé par la descente du carter 42, permet de n'envoyer du courant dans la machine que lorsque toutes les pièces transportant du courant sont recouvertes et, les in- terrupteurs 178 et 180, commandés par un bouton, sont destinés à fermer et à ouvrir le circuit de courant alternatif 110 V. qui alimente les bobines
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du relais et de l'interrupteur à temps.
Le fonctionnement est le suivant :
On sort de l'appareil de formation un ensemble formé par le man- drin et le tuyau humide, puis on l'introduit, en le faisant rouler dans l'ap- pareil, objet de l'invention, en provenance d'une table 200 représentée sur la figure 2. Puis, on fait tourner les tiges filetées 68.jusque ce que'les index 114 se trouvent en regard de la graduation de l'échelle 112 correspon- dant au diamètre nominal du tuyau. On abaisse alors le carter et si les ga- lets 88 sont correctement en contact avec le tuyau, l'index 118 doit se trou- ver en regard de l'index 114. L'interrupteur 176 ayant été fermé par la des- cente du carter, on ferme l'interrupteur 178 à la main, de manière à établir le circuit de commande.
Les interrupteurs 176 et 178 étant fermés, la bobine du relais de l'interrupteur 168 ferme le contact qui envoie le courant au moteur en- traînant les rouleaux 10 et 12, provoquant ainsi 'la rotation de l'ensemble tuyau-mandrin. En même temps, la bobine 174, l'interrupteur à temps n 1 et le relais n 1 sont eux aussi excités. L'excitation de la bobine 174 ferme le contact 170 et relie électriquement les galets 88 et le mandrin à la gé- nératrice de courant continu. La bobine 174 ferme également le contact 172, par l'intermédiaire duquel le circuit de commande est maintenu lorsqu'on permet à l'interrupteur 178 de revenir à sa position d'ouverture normale.
La bobine du relais n 1 ferme le contact 162 qui mit la résistance 160 hors circuit et l'élimine du champ de la génératrice de courant continu, permet- tant ainsi à la tension de sortie appliquée au tuyau, d'atteindre une valeur suffisante pour faire circuler un courant d'électrolyse à travers celui-ci.
En pratique, on a trouvé qu'une tension d'environ 300 V suffi- sait pour faire circuler un courant d'environ 100 ampères dans un tuyau en ciment-amiante. Au fur et à mesure du passage de ce courant dans le tuyau, l'eau dont il est imprégné se trouve décomposée en ses constituants gazeux et si les galets de contact 88 sont reliés à la borne positive de la géné- ratrice, une couche d'hydrogène se forme entre la surface intérieure du tuyau 4 et la surface extérieure du mandrin 2. Cette couche d'hydrogène est très mince et, de préférence, son épaisseur sera juste suffisante pour rompre l'adhérence entre le tuyau et le mandrin et, comme cette couche est formée par une migration relativement lente de gaz vers la surface, plutôt que par une brusque transformation de l'humidité en gaz, aucune force de rupture n'est exercée sur le tuyau.
Etant donné que deux galets donnés 88 se dépla- cent relativement autour de la section de tuyau adjacente, le courant s'é- coule des galets, à travers le tuyau, dans le mandrin, et même dans la par- tie de ce mandrin située entre les galets. Si une partie de la section du tuyau se trouve séparée du mandrin d'une quantité infinitésimale, l'intensi- té de courant passant à travers les parties encore adhérentes augmente, et l'intensité du courant circulant à travers la partie séparée diminue. Ainsi la vitesse de migration de l'hydrogène vers les surfaces encore adhérentes augmente progressivement, de telle sorte qu'une couche sensiblement uniforme d'hydrogène se forme entre le tuyau et le mandrin.
Si une irrégularité de la surface extérieure du tuyau oblige un galet à interrompre momentanément son bon contact avec le tuyau, ce qui empêche la séparation d'une partie de la face interne du tuyau, la séparation des parties intérieures adjacentes se poursuit néanmoins et le courant s'écoule depuis les parties extérieures for- tement serrées par le galet, plus ou moins tout autour du tuyau, vers la par- tie interne encore adhérente et provoque une migration de gaz dans cette par- tie.
En même temps que la résistance 160 est mise hors circuit, le cy- cle de fonctionnement de l'interrupteur n 1 est mis en route et, à la fin de ce cycle, dont la durée est suffisante pour permettre une séparation com- plète, le contact ouvert en temps normal se ferme et le contact normalement fermé s'ouvre, excitant l'interrupteur à temps n 2 et désexcitant le relais n 1. Par suite de la désexcitation du relais n 1, le contact 162 s'ouvre et met la résistance 160 en shunt sur la génératrice de courant contins @
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qui a pour effet d'abaisser la tension à une valeur relativement faible, c'ëst- à-dire insuffisante pour produire des arcs préjudiciables, lors de là rupture du circuit.
L'interrupteur à temps n 2 est réglé de'manière à se déclencher au bout de cinq secondes environ, temps suffisant pour obtenir une chute'de tension de la génératrice de courant continu, avant l'ouverture de son contact normalement fermé. Lorsque le contact fermé en temps normal de l'interrupteur à temps n 2 s'ouvre, le circuit de commande est coupé, ce qui produit la dé- sexcitation de tous les relais et la coupure des circuits du moteur et des galets de contact 88. A ce moment on .peut soulever le carter et retirer le' tuyau et son mandrin de la machine et les placer sur une table (non représen- tée) analogue à la table 200.
Il est à remarquer, comme la tension est rédui té,avant la coupure du circuit et avant le soulèvement des galets de contact et leur dégagement du tuyau, qu'il n'y a aucun risque de détérioration du circuit ou du tuyau, par production d'arcs.
On a constaté que lorsque le tuyau et le mandrin sont retirés de l'appareil à la fin du cycle de fonctionnement ci-dessus décrit, le tuyau se trouve complètement séparé du mandrin et peut facilement être enlevé et pla- cé dans un appareil de séchage. Ainsi qu'on l'a indiqué plus haut, le procé- dé de démoulage du tuyau conformément à la présente invention n'a que peu ou pas d'action sur la structure du tuyau et il permet d'obtenir des tuyaux de sensiblement meilleure qualité que celle des tuyaux séparés par les procédés antérieurs.
Il est bien entendu que la forme d'exécution ci-dessus décrite n'est donnée qu'à titre d9exemple et qu'elle pourra recevoir toutes modifica- tions désirables sans sortir pour cela du cadre de l'invention.
REVENDICATIONS.
1. Machine permettant de séparer un objet humide, tel qu'un tuyau humide, d'une pièce ou mandrin auquel il adhère, caractérisée en ce que l'ob- jet ou le tuyau humide et la pièce ou le mandrin auquel il adhère, sont sup- portés en bloc, et un dispositif de,contact électrique est appliqué contre l'objet ou le tuyau humide supporté, de telle sorte que l'ensemble supporté de l'objet humide et de la pièce ou du mandrin, fait partie d'un circuit élec- trique que l'on met sous tension de manière à créer un courant d'électrolyse qui circule à travers l'objet ou le tuyau humide.
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IMPROVEMENTS IN MACHINES ALLOWING THE RELEASE OF WET OBJECTS
The present invention relates to the manufacture of objects formed on a mandrel or mold with a pasty or plastic material and it relates more particularly to a process and a machine making it possible to separate such objects from the molds on which they have been placed. trained. A typical example of the general process to which the present invention can be applied is the manufacture of asbestos cement pipes, it being understood, however, that this invention is capable of being applied, in principle, to the manufacture of asbestos cement pipes. other articles of molded or plastics in the wet state.
The usual method of manufacturing asbestos cement pipes is to roll up a wet plate of asbestos cement paste on a rotating hollow core and at the same time subject it to high pressure. When a pipe of suitable thickness has been formed, the mandrel is withdrawn from the press and the pipe is peeled from this mandrel for drying. But, owing to the high pressure applied to the material during its winding, it adheres strongly to the mandrel and its removal is a problem which heretofore has not been fully resolved. doing.
There is a prior method in which, in order to facilitate the separation of the formed pipe from the mandrel, this mandrel is coated with oil or wax, which prevents adhesion of the pipe. But since oil or wax prevents adhesion, material can slip off the mandrel during pipe formation and the result is severely deformed pipes.
Another known method for separating the pipe from the mandrel is to compress air between the formed pipe and its mandrel while this pipe is subjected to a calendering action. In putting this into practice
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process, it frequently happens that the pipe is only partially peeled off with some parts still adhering to the mandrel, causing cracks and internal stresses in the pipe wall and invariably this process gives rise to structural deformations excessive length of the pipe which results in a lack of uniformity in dimensions and strength over its entire length.
In order to obtain sufficient strength to avoid cracks, internal stresses or lack of uniformity, it is necessary to give an excessive thickness to the wall of the pipe and, after demoulding or separation, to mechanically remove this excess thickness.
A third method consists in rapidly bringing the mandrel to a temperature above 100 ° C., so as to transform the water contained in the material constituting the adjacent wall of the tube into a layer of vapor intended to separate the tube from its mandrel. training. Although this process is effective with respect to mold release, heating the mandrel causes rapid partial drying of the internal part of the pipe and a corresponding decrease in its strength. In addition, the expansion of the mandrel under the action of heat, to which is added a sudden formation of steam, causes a certain deformation of the pipe.
A fourth method of mold release from wet pipes is disclosed in US Pat. No. 2,430,411.
This method consists in sending an electric current through the wall of the pipe between the mandrel constituting an electrode and a metal screen constituting the other electrode while rotating the mandrel under tension on the screen, in order to form, by electrolysis, a layer of gas between the pipe and the mandrel. This process has never been used with success due to the inability to achieve good electrical contact between the screen and the pipe, resulting in incomplete separation of the pipe from the mandrel and excessive deterioration of the pipe. its external surface by starting arcs.
The present invention relates to a method for separating an object from a mandrel or mold without appreciably affecting its strength, uniformity or dimensions, using only one. minimum material, to obtain the desired properties.
Another object of the invention is to provide a device by which an object can be separated from the mandrel or the mold on which it is formed, causing the slow and uniform formation of a thin layer of gas between the object and the mandrel or the mold without significantly raising the temperature of either element.
The present invention also relates to a machine intended to separate a wet object from a mold or mandrel and in which members connected to one of the poles of an electric current source are maintained in perfect electrical contact during the operation. mold release. A further object of this invention is a machine allowing the separation of a wet object from a mold or mandrel by passing an electric current through this object, means being provided to prevent its deterioration by. bending of arcs.
In general, the above objects are achieved, in accordance with the present invention, by supporting the assembly: object to be separated - mandrel or mold, and by applying a series of contacts to the object. These contacts being separated from the device supporting the assembly; object to be separated-man drin or mold, each of them can be applied strongly against a significant part of the object, despite the irregularities which may occur on its surface. The contacts, the object to be separated and its mandrel or mold form part of an electrical circuit and when a sufficient voltage is applied to this circuit, a current of electrolyte flows through the object to be separated, which gives rise to a layer of gas between this object and its mandrel or mold.
Means are provided for adjusting the voltage so as to prevent the production of arcs when the contacts of the object are moved away.
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The layer of gas formed by electrolysis between the object and the core or mold is very thin, and, since the mandrel or mold is not heated, is not subjected to any expansion and the object to be separated is not subjected to any expansion. no permanent deformation during demolding and, consequently, no action detrimental to its strength and simensions. Since arcing is avoided, the outer surface of the object is not damaged.
Asbestos cement pipes made by the machine forming the object of the present invention have a smooth interior surface, have substantially uniform strength and dimensions throughout their length and require only a minimum of labor. material, compared to rough surfaces, areas of lesser resistance and irregularities in size or distribution of material encountered in pipes manufactured by prior processes. Comparative tests have shown that pipes separated from their mandrel by means of the machine object of the present invention have a tensile strength greater than 26%. to that of similar pipes unmolded according to prior methods.
The present invention will be better understood and other characteristics and advantages will become apparent from the following description which will be given with reference to the appended drawing in which a preferred embodiment has been shown.
Figure 1 is a front view, partly in section, of a preferred embodiment of this invention; Figure 2 is an end view of the apparatus, viewed from the right side of Figure 1; Figure 3 is a sectional view along 3-3 of Figure 1; Figure 3a is a sectional view along 3a-3a. of Figure 3; Figure 4 is a sectional view along '4-4 of Figure 1; Figure 5 is a sectional view along 5-5 of Figure 1; Figure 6 is a sectional view along 6-6 of Figure 5; FIG. 7 is a partial elevational view showing a detail of the device of FIG. 6; Figure 8 is a sectional view along 8-8 of Figure 6; FIG. 9 is a view from above of the blade of the mandrel and of its support;
Figure 10 is a sectional view along 10-10 of. Figure 9, and Figure 11 is a diagram showing a control circuit forming part of the present invention.
The following description of the invention relates more particularly to the manufacture of asbestos-cement pipes, but it is understood that it can be applied, in general, to the treatment of articles made of other materials. wet plastics.
In the accompanying drawing, there is shown a hollow steel mandrel 2 on which has been formed a pipe 4 of wet asbestos cement, the assembly: mandrel-pipe forming a block being supported by means of two pairs ;? collars 6 and 8 on which rest the ends of the mandrel not covered by the pipe. Each pair of collars 6 and 8 is attached to a steel roller 10 or 12, these rollers being located on either side of a vertical plane passing through the axis of the mandrel. If desired, the assembly: object to be separated-core can be directly supported by rollers 10 and 12, collars 6 and 8 being, in this case, removed, which allows the outer surface of the pipe to be in contact with the rollers. However, it is better to use the necklaces.
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The rollers 10 and 12 are mounted at their opposite ends in suitable bearings, carried by uprights 14 and 16 of a frame, uprights formed by angles 18, 20, 22, 24 (Figure 2), connected by spacers 26 , 28 and 30.
The two ends of the frame are connected by an appropriate number of longitudinal spacers, formed for example by tubes 32 and 34.
At one end of each of the rollers 10 and 12 is fixed a pinion 36, driven by another pinion 38. This pinion 38 is fixed on the shaft 40, engaged in the direction indicated by the arrow by a motor, not shown. . The arrangement is such that the rollers 10 and 12 and, consequently, the collars 6 and 8, rotate in the same direction and, consequently, drive the assembly formed by the pipe and the mandrel in rotation.
A housing 42 is fitted to the end uprights of the frame, so as to be able to move vertically. This casing is provided with a bracket 44 at its ends. To each bracket 44 is fixed the end of a chain 46 which passes over a toothed wheel 48 which can rotate on the upper cross member 26 of the frame (FIG. 2). Each chain then passes under a first toothed wheel 50, then over a second toothed wheel 52, these toothed wheels being respectively fixed to the shafts 54 and 56, mounted on the frame, in any suitable manner. At the lower end of each chain is fixed a mass 58, the weight of which is less than half that of the casing 42 and which, consequently, partially serves as a counterweight to this casing.
On the shaft 54, from the inner side, relative to the toothed wheel 50, there is provided another toothed wheel 60, to which is fixed by one end a chain 62, the other end of which is fixed to the chain. piston rod 64, of a hydraulic device, shown schematically at 66. As the piston rod 64 descends, the housing 42 rises towards the upper part of the frame and when the piston rod rises, the housing, more heavy than the counterweight 58, descends to the limit of its travel. The displacement of the housing can be adjusted either by means of an appropriate mechanical device, or by limiting the stroke of the piston rod 64. A lock is provided at 67 to keep the housing in its high position, when the hydraulic device 66 is inoperative.
Near the ends of the housing 42 are mounted two threaded rods 68 provided with a handwheel 69. These threaded rods are screwed into two heads forming nuts 70 provided one at each end of a bar 72 running along the housing 42. heads 70 are electrically isolated from bar 72 by means of insulating washers 74 and insulating sleeves (not shown) which pass through heads 70, washers 74 and supports 76 of the bar. This assembly corresponds to that shown in FIG. 10 described below. By rotating the rods 68, the height adjustment of the bar 72 is obtained at will.
On this bar 72 are fixed tabs 78 grouped in pairs pierced with holes in alignment, intended to receive and support a rod 80; a number of U-shaped supports 82 or chaps are fixed to the bar 80 by means of arms 84. Between the side arms 83 of each yoke 82 is fixed a pin 86 (see figure 8), each of these pins serving as a support for a contact roller 88. Each roller 88 consists of a cylinder 90 of conductive material, in which is partially engaged a tubular part or slip ring 92 of conductive material, and of two parts 94 and 96 of conductive material. insulating respectively fitted into the cylinder 90 and into the tubular part 92.
The insulating material parts 94 and 96 are mounted so as to rotate on the shaft 86 and electrically isolate the contact roller 88 from the yokes 82. On one of the arms 83 of each yoke 82 is fixed a brush holder. 98, the carbon brush 100, elastically applied against the slip ring 92 by means of a spring 102, is connected to the rod 80 by means of a conductive wire 104.
The contact rollers 88 are preferably about 15 cm long and are mounted on the bar 80 so as to be able to. individually perform a slight angular displacement. This movement can be obtained either by means of any suitable device making it possible to limit the amplitude of the pivoting, or by using the own elasticity of the
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arm 84. Thanks to this device, any irregularity in the periphery of the pipe risks, at most, only opposing the good contact of a single roller on the pipe, and this momentarily. Thus, the device described above always ensures satisfactory contact between the rollers and the pipe.
On the bar 72 are mounted, suitably insulated, two legs
106, on each of which is fixed a tubular piece 108 passing through an opening 110 made in the upper part of the housing 42. On the upper face of the housing 42, near each opening 110, is arranged a graduated scale 112, with which cooperates an index 114 provided on the tubular part 108, and indicating the exact position of the bar 82. In each tubular part 108 is mounted, so as to slide, 'a rod 116 provided with an index 118 at its upper end, this index passing through a slot 120 made in the tubular part 108.
The lower end of each rod 116 is made of insulating material and comes into contact with a stopper
122 fixed to one of the yokes 82, so that the index 118, in combination with the graduated scale 112, indicates the position, inside the casing, of the contact rollers 88.
In FIGS. 9 and 10 there is shown the assembly of the brushes rubbing on the ends of the mandrel 2. On the bar 72 is fixed a support
124, of T-shaped section, to which is fixed a second T-shaped support 126. Between these supports is interposed a spacer 128, made of insulating material, the supports and this spacer being pierced with holes in alignment. In each group of holes is engaged a sleeve 130 of insulating material and, at each end of each sleeve, 'is disposed, an insulating washer 132. A fastener 134 passes through the washers and the sleeve and secures the supports and the. 'spacer member.
The support 126 is thus electrically isolated from the bar 72. As indicated above, the bar 72 is electrically insulated from the threaded rods 68 by means of a device substantially the same as that which has just been described.
On the support 126 are fixed two U-shaped irons 136. In these U-shaped irons is mounted so as to be able to slide a block 138 comprising two cells 140 in its lower face and, fixed on one of its lateral faces, a tab 142 extending below its lower edge. In the bottom of each iron 136 is pierced a slot 144 through which passes a tenon 146 fixed to the block 138. The lower block 148 is fixed to an upper block 138 by means of a pin 143 passing through drilled holes. in alignment in this block 148 and in the tab 142.
In the upper face of the block 148 are formed two cells corresponding to the cells 140 formed in the lower face of the upper block 138 and in these cells are housed two springs 150 which, in combination with the tenon 143, constitute an elastic pivoting assembly for the block. 148. At the lower end of the block 148 is attached a copper brush 152, partially curved, to which is attached a conductive wire 154.
FIG. 11 gives the diagram of an electrical circuit capable of being used for controlling the machine described above. The terminals 156 and 158 are connected to the output terminals of a direct current generator having, for example, a power of 60 kw, under a voltage of 350 V. A resistor 160 is arranged in the circuit so as to be able to either shunt this generator, or be switched off, by means of the contacts 162 of a relay n 1. The terminals 164 and 166 are respectively connected to the bar 80 supporting the contact rollers and to the conductor wires 154 of the mandrel brushes.
The device shown schematically at 168 is a switch controlling an electric motor for three-phase current 440 V, which drives the shaft 40, and the members 170 and 172 are contacts controlled by a relay 174. A switch 176 capable of 'being formed by the descent of the housing 42, allows current to be sent to the machine only when all the parts carrying current are covered and, the switches 178 and 180, controlled by a button, are intended to close and to open the 110 V alternating current circuit which supplies the coils
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relay and switch in time.
The operation is as follows:
An assembly formed by the mandrel and the wet pipe is taken out of the forming apparatus, then it is introduced, by making it roll in the apparatus, object of the invention, from a table. 200 shown in FIG. 2. Then, the threaded rods 68 are rotated until the indexes 114 are opposite the graduation of the scale 112 corresponding to the nominal diameter of the pipe. The casing is then lowered and if the rollers 88 are correctly in contact with the pipe, the index 118 must be located opposite the index 114. The switch 176 having been closed by the descent of the tube. housing, the switch 178 is closed by hand, so as to establish the control circuit.
With switches 176 and 178 closed, the coil of switch relay 168 closes the contact which sends current to the motor driving rollers 10 and 12, thereby causing the hose-mandrel assembly to rotate. At the same time, the coil 174, the time switch n 1 and the relay n 1 are also energized. The energization of the coil 174 closes the contact 170 and electrically connects the rollers 88 and the mandrel to the direct current generator. Coil 174 also closes contact 172, through which control circuitry is maintained when switch 178 is allowed to return to its normal open position.
The coil of relay # 1 closes contact 162 which turns resistor 160 off and clears it from the field of the DC generator, thus allowing the output voltage applied to the pipe to reach a value sufficient to flow an electrolysis current through it.
In practice, it has been found that a voltage of about 300 V is sufficient to circulate a current of about 100 amps in an asbestos cement pipe. As this current passes through the pipe, the water with which it is impregnated is decomposed into its gaseous constituents and if the contact rollers 88 are connected to the positive terminal of the generator, a layer of 'hydrogen forms between the inner surface of the pipe 4 and the outer surface of the mandrel 2. This hydrogen layer is very thin and, preferably, its thickness will be just sufficient to break the adhesion between the pipe and the mandrel and, since this layer is formed by a relatively slow migration of gas to the surface, rather than a sudden transformation of moisture into gas, no breaking force is exerted on the pipe.
Since two given rollers 88 move relatively around the adjacent section of pipe, current flows from the rollers, through the pipe, into the mandrel, and even into the portion of that mandrel located between the pebbles. If part of the section of the pipe is separated from the mandrel by an infinitesimal amount, the intensity of current passing through the still adhering parts increases, and the intensity of the current flowing through the separated part decreases. Thus the rate of migration of hydrogen towards the still adherent surfaces gradually increases, so that a substantially uniform layer of hydrogen forms between the pipe and the mandrel.
If an irregularity in the outer surface of the pipe causes a roller to momentarily interrupt its good contact with the pipe, which prevents the separation of part of the internal face of the pipe, the separation of the adjacent internal parts nevertheless continues and the current flows from the outer parts tightly clamped by the roller, more or less all around the pipe, towards the inner part which is still adherent and causes a migration of gas in this part.
At the same time that resistor 160 is switched off, the operating cycle of switch n 1 is started and, at the end of this cycle, the duration of which is sufficient to allow complete separation, the normally open contact closes and the normally closed contact opens, energizing switch at time n 2 and de-energizing relay n 1. Following de-energizing of relay n 1, contact 162 opens and switches on. resistor 160 in shunt on the current generator contins @
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which has the effect of lowering the voltage to a relatively low value, ie insufficient to produce damaging arcs, when the circuit breaks.
Time switch 2 is set so that it trips after about five seconds, sufficient time to achieve a voltage drop in the DC generator, before its normally closed contact opens. When the normally closed contact of time switch no.2 opens, the control circuit is cut off, which de-energizes all the relays and cuts off the motor circuits and the contact rollers 88 At this point one can lift the housing and remove the pipe and its mandrel from the machine and place them on a table (not shown) similar to table 200.
It should be noted, as the tension is reduced, before the cut of the circuit and before the lifting of the contact rollers and their release from the pipe, that there is no risk of deterioration of the circuit or of the pipe, by production of arcs.
It has been found that when the hose and mandrel are removed from the apparatus at the end of the above-described operating cycle, the hose becomes completely separate from the mandrel and can easily be removed and placed in a drying apparatus. . As noted above, the pipe release process according to the present invention has little or no effect on the pipe structure and results in significantly better pipes. quality than that of the pipes separated by the prior processes.
It is understood that the embodiment described above is given only by way of example and that it can receive any desirable modifications without thereby departing from the scope of the invention.
CLAIMS.
1. Machine for separating a wet object, such as a wet pipe, from a part or mandrel to which it adheres, characterized in that the wet object or tube and the part or mandrel to which it adheres, are supported as a block, and an electrical contact device is applied against the supported wet object or pipe, so that the supported assembly of the wet object and the workpiece or mandrel is part of the object. an electrical circuit which is energized to create an electrolytic current which flows through the wet object or pipe.