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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.