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L'invention est relative aux procédés de fabrication d'objets pro- filés creux, en résines polyesters ou autres résines themo-durcissables, armées ou renforcées de fibres de nature diverse naturelles ou artificiel- les, ainsi qu'à la structure de ces objets. Elle concerne plus spécialement, mais non exclusivement, parmi ces objets, les tubes, tuyaux et objets simi- laires ou dérivés,rigides en résines armées de fibres de verre.
Elle a surtout pour but de faciliter la fabrication automatique et continue de ces objets sans l'intervention de mandrins, ou autron dis- positifs onéreux, de permettre d'obtenir des structures internes diverses susceptibles de répondre à des exigences variées, de faciliter la fabrica- tion de leurs accessoires.
L'invention consiste principalement, selon les procédés du genre en question, à exécuter les profilés creux rectilignes, par exemple un tube, sur un manchon, souple de préférence, contenant un fluide sous pression.
C'est oe manchon qui, avançant sous l'effet de la pression, sert de support au tube durant les différentes phases d'exécution et notamment durant la polymérisation. Un mandrin court, d'une nature quelconque, est utilisé pour porter au départ et éventuellement constituer ce manchon. C'est sur la par- tie rigide de soutien que représente ce mandrin sous le mnchon que sont enroulées ou tissées par des moyens connus les fibres, sous tonoion ou non, et de préférence après imprégnation. Ces fibres, d'uno nature quelconque, peuvent être utilisées sous les formes les plus diverses: fil, mèches, tis- sus, mat, ruban, gaine, nappe et autres, etc... Elles sont de préférence disposées, suivant un mode habituel, en bobines ou rouleaux, sur un ou plu- sieurs plateaux.
Le manchon avançant à une vitesse contrôlée pormot la fa- brication continue du tube ou de l'objet considéré. Ce manchon peut onsui- te demeurer ou non partie intégrante du tube.
L'invention consiste, mise à part cette disposition principale, en d'autres dispositions dont il sera parlé plus explicitement ci-après, notamment: - une deuxième disposition relative aux structuresinternes des objets fabriqués, à leur forme et leur épaisseur, qu'il est possible de varier considérablement on utilisant ensemble ou séparément los possibili- tés qu'offre le procédé décrit ci-dessus, possibilités toiles que, par exemple:
- rotation éventuelle du mandrin central et du manchon, - rotation éventuelle d'un plateau, de plusieurs ou de tous les plateaux portant les fibres ou autres constituants, - rotation éventuelle de ces plateaux en sens contraire, - nombre de fibres, - vitesse d'avance du manchon, - variation de cette vitesse en cours d'enroulement, - enroulement ou tissage éventuellement sous tension de toutes ou d'une partie des fibres, - incorporation de fibres homogènes ou hétérogènes, de nature di- verse, longitudinales ou hélicoïdales, sous tension ou non, - sections transversales diverses données au mandrin et au man- chon.
- une troisième disposition relative à la fabrication des objets creux non rectilignes, qui peuvent être obtenus à partir du procédé décrit ci-dessus. Suivant cette disposition, une portion du produit obtenu est sectionnée avant ou en cours de polymérisation, obturée à chaque extrémité, maintenue en pression intérieure et disposée dans un moule de forme appro-
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priée chauffé ou non.
L'invention vise plus particulièrement certains modes d'applica- tions, notamment ceux par lesquels on l'applique à la fabrication des tu- bes, tuyaux et objets similaires ou dérivés rigides en résines polyesters ou autres résines thermodurcissables, armées de fibres de verre, ainsi que certains modes de réalisation desdites dispositions. Elle vise plus parti- culièrement encore, et ce, à titre de produits industriels nouveaux, les dispositifs ou machines du genre en question comportant application de ces mêmes dispositions, les éléments spéciaux propres à leur établissement ain- si que les ensembles comprenant de semblables dispositifs et les objets oreux à structures diverses obtenus à l'aide des procédés et dispositifs en question.
L'invention pourra, de toute façon, être bien comprise à l'aide de la description qui suit, ainsi que des dessins ci-annexés, lesquels des- criptions et dessins sont, bien entendu, donnés surtout à titre d'indica- tion.
La figure 1 représente schématiquement les parties essentielles d'un dispositif de fabrication de profilés cylindriques-creux, tels que par exemple un tube, pour la mise en oeuvre d'une application du procédé conforme à l'invention.
Les figures 2 à 8 représentent en élévation ou en coupe quelques exemples de structures internes de ces profilés tels qu'ils peuvent être obtenus par le procédé conforme à l'invention.
Selon l'invention, et plus spécialement selon celui de ses modes d'application, ainsi que selon ceux des modes de réalisations de ses diver- ses parties auxquels il semble qu'il y ait lieu d'accorder la préférence, en se proposant par exemple de fabriquer des tubes en résines polyesters renforcées de fibres de verre, on s'y prend comme suit ou de façon analogue.
Le dispositif comporte un arbre ou mandrin tournant A (figure 1) Sur celui-ci est monté un tube support ou manchon B, soit préfabriqué soit exécuté sur le mandrin lui-même. Ce manchon est constitué d'une matière quelconque, étanche de préférence, par exemple une membrane de cellophane.
Sur la figure 1, elle est constituée par une bande alimentée par un rouleau G qui peut tourner ou non autour du mandrin A. S'il est nécessaire, la sur- face de recouvrement des deux spires contiguës de la bande peut être soudée par un fer chaud par exemple. Le manchon B est obturé en son extrémité D.
Ce manchon est empli d'un fluide sous pression, chaud de préféren- ce. Ce fluide est admis soit par le mandrin A perforé, comme sur la figure 1, soit par l'obturateur D, dans ce cas perforé, soit par tout autre moyen.
La pression permet de faire avancer constamment le tube support B. Ce déplacement est réglé par un moyen quelconque, tel qu'une butée E se déplaçant sur une vis, une chaîne, un câble ou tout autre moyen, ce disposi- tif pouvant être situé à l'intérieur ou à l'extérieur du tube support B.
Les fibres de renforcement K, quelles que soient leurs structures, sont disposées, de préférence, en bobines ou rouleaux sur un plateau F, tournant ou non. Elles passent de préférence isolément ou non, dans un bac d'imprégnation G avant de venir s'enrouler sur le manchon B, sur la surfa- ce de soutien que représente le mandrin A. L'enroulement des fibres peut être réalisé éventuellement sous une tension déterminée, pour l'ensemble ou quelques unes des fibres.
Le manchon B peut être préalablement et éventuellement enduit d' une couche de résine avant l'enroulement des fibres. Il peut être envisagé
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également d'y appliquer directement une couche d'une matière susceptible d'améliorer ou de protéger la surface interne du tube, oient ainsi par exemple que certains enduits peuvent assurer une imporméabilisation par- faite du tuyau ou favoriser le glissement dos fluldos en diminuant les pertes en charge*
L'apport de résine peut être complété ou régulariser éventuelle-* ment sur le manchon ou les fibres enroulées au moyen d'un rouleau ou d'un système analogue.
Plusieurs plateaux contigus tels que F, H,...sur la figure 1 oontenant un nombre déterminé de bobines peuvent être utilisés pour obtenir l'épaisseur désirée. Il est souvent difficile d'imprégner une forte épais- seur de fibres. L'imprégnation préalabl.e, avant enrouleront, élimine oom- plètement dans ce procédé, cette difficulté. Si les plateaux tournent en sens inverse, ils engendrent une structure à fibros croisées.
Le nombre de ces plateaux, les vitesses de rotation do l'arbre ou éventuellement d'un ou des plateaux, le nombre de bobines, les caractéristiques des matériaux u- tilisés, la vitesse d'avancement du tube support peuvent être détermines pour obtenir les épaisseurs et les structures les plus diverses.
Il est également possible de disposer, par exemple, avant les fi- bres circulaires ou entre les couches, des fibres longitudinales, sous quel- que forme que ce soit: fil, ruban, tissu, nappe, etc.. Il suffit alors que ces fibres soient disposées sur un plateau tournant à la même vitesse que le mandrin A. Ces fibres sont, après imprégnation préalable de préférence, entraînées parallèlement à l'axe du tube, en formant un corset, de circon- férence continue ou non, autour de celui-ci.
Des fibres hétérogènes, de nature diverse (par exemple fil métal- lique ou nylon), longitudinales ou hélicoïdales, peuvent également être disposées en matériaux de renforcement, sous tension ou non, par l'un des moyens ci-dessus.
Une couche protectrice ou une seconde membrane, constituée par exemple par l'enroulement d'une bande de cellophane J, peut, si nécessaire, recouvrir d'une couche finale l'extérieur du tube T ainsi constituée
Le tube T se déplace, à mesure de la fabrication, guidé et soute- nu par un appareillage tel que, par exemple, des supports tournants. Il peut être supporté totalement ou sur une partie de sa longueur et, éventuellement, à son extrémité. Il peut pénétrer, si on le désire, dans une enceinte ohauf- fée destinée à commencer ou à accomplir la polymérisation, qui a d'ailleurs pu être amorcée ou accomplie par la chaleur du fluide contenu dans le tube support B.
La fabrication peut ainsi être opérée en continu, sans limitation de longueur. Lorsqu'il est nécessaire, et de préférence après polymérisation, le tube est sectionné, la section encore sur la machine étant alors à nou- veau obturée pour que soit maintenue ou rétablie la pression interne. On peut également le sectionner avant ou en cours de polymérisation, en main- tenant toutefois dans le tube coupé une pression pour assurer le maintien de la forme dans les opérations ultérieures.
Ceci peut notamment être utile soit pour faire polymériser des tronçons de longueur déterminée, en dehors de la ligne de fabrication de la machine, soit pour obtenir des objets coudés ou de formes diverses.
Dans, ce cas, le tronçon obtenu, obturé à ses deux extrémités et maintenu sous pression, par exemple par un obturateur à valve, est placé avant ou en cours de polymérisation dans un moule de forme convenable, chauffé ou non.
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La section d'un tronçon avant ou en cours de polymérisation peut s'effectuer éventuellement après une ligature ou entre deux ligatures per- mettant de conserver sous pression les tronçons découpés et celui encore sur machine.
Il doit être bien compris que l'on pourrait apporter diverses mo- difications au dispositif décrit ou déroger à certaines de ces dispositions, sans sortir des limites de l'invention. Il peut être cité ci-dessous, à titre d'exemples nullement limitatifs, quelques unes de ces modifications:
Le mandrin A peut être fixe, les fibres de renforcement étant a- lors disposées sur des plateaux rotatifs, à l'exclusion des fibres disposées longitudinalement qui demeurent fixes. Le guidage du profilé sur des rou- leaux tournants n'est plus alors indispensable et peut être remplacé par tout autre dispositif. La rotation des plateaux peut s'effectuer dans des sens identiques ou contraires, à des vitesses identiques ou différentes.
Le mandrin de la machine peut être situé dans une position horizontale, ver- ticale ou autre. La poussée du tube par pression peut être remplacée par un déplacement mécanique ou autre. L'avance du tube peut également être varia- ble, ce qui permet par exemple d'obtenir des tubes ou manchons creux à for- mes extérieures c8niques.
Il est également possible de donner au mandrin A une forme autre que cy- lindrique permettant d'engendrer des tubes ou profilés creux de section quelconque. Suivant le type de résine utilisée, des modalités différentes d'imprégnation ou de polymérisation peuvent être nécessitées dans ce pro- cédé. Les résines peuvent comporter des charges et colorants.
Ainsi qu'il ressort des dispositions déjà décrites de l'invention, les structures les plus diverses dans les produits fabriqués peuvent être obtenues. Les figures 2 à 8 du dessin annexé donnent, à titre indicatif et nullement limitatif, quelques types de ces structures appliquées à la confection d'un tube:
La figure 2 montre la structure classique, comportant un manchon B, d'une nature quelconque, plusieurs épaisseurs de fibres K et une membra- ne de recouvrement L;
En figure 3, les couches hélicoidales et superposées de fibres K sont enroulées en spires M jointives ou se recouvrant partiellement;
En figure 4, l'enroulement est identique, mais à spires M espacées le pas de l'hélice n'étant pratiquement pas limité.
Ces deux types de structures peuvent se compléter par un enroule- ment de fibres en sens opposé, en spires croisées, ainsi:
La figure 5 montre un enroulement composé d'une ou plusieurs cou- ches hélicoidales M, croisées ou non, d'une ou plusieurs couches longitudina- les N ( dans l'axe du tube) et d'une ou plusieurs couches hélicoïdales M' croisées ou non;
La figure 6 montre les possibilités d'enroulement au sein de la masse d'un tube T d'une ou plusieurs fibres K, hétérogènes ou non, mais sous tension;
La figure 7 montre les possibilités d'enroulement sur la périphérie du tube T de fibres K, jointives ou non, hétérogènes ou non, sous tension;
Et la figure 8 les possibilités de disposer en plusieurs points de la circonférence, équidistants ou non, du tube T, des fibres longitudi- nales K, hétérogènes ou non, sous tension ou non.
Comme il va de soi, et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui
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précède, l'invention ne se limite aucunement à ceux de ses modes d'appli- cations, non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ses diverses par- ties, ayant été plus spécialement indiquées; elle en embrasse, au contrai- re, toutes les variantes possibles.
REVENDICATIONS.,
1. Procédé de fabrication d'et @ profilés creux rigides, en résines polyesters ou autres résines @@ durcissables armées de fibres de nature diverse, caractérisé en pe l' . ,-!on les prodés du genre en question, les profilés creux rectiligaes sont exécutés sur un manchon dans lequel est admis un fluide nous prossion, de tf'lle sorte que ce manchon, avançant de manière réglable sous l'effet de la pression, sert, durant les différentes phases de la fabrication, de support au profilé exécuté.
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The invention relates to processes for manufacturing hollow profiled objects, made of polyester resins or other heat-hardening resins, reinforced or reinforced with fibers of various natural or artificial nature, as well as to the structure of these objects. . It relates more especially, but not exclusively, among these objects, to tubes, pipes and similar or derived objects, rigid in resins reinforced with glass fibers.
Its main purpose is to facilitate the automatic and continuous manufacture of these objects without the intervention of mandrels, or other expensive devices, to make it possible to obtain various internal structures capable of meeting various requirements, to facilitate the manufacture. - tion of their accessories.
The invention mainly consists, according to the processes of the type in question, in carrying out the rectilinear hollow sections, for example a tube, on a sleeve, preferably flexible, containing a pressurized fluid.
This is the sleeve which, advancing under the effect of the pressure, serves as a support for the tube during the various execution phases and in particular during the polymerization. A short mandrel of any kind is used to initially support and possibly constitute this sleeve. It is on the rigid support part that this mandrel represents under the muff that the fibers are wound or woven by known means, under toning or not, and preferably after impregnation. These fibers, of any nature whatsoever, can be used in the most diverse forms: yarn, rovings, fabric, mat, tape, sheath, web and others, etc. They are preferably arranged in a manner usual, in reels or rolls, on one or more trays.
The sleeve advancing at a controlled speed pormot the continuous manufacture of the tube or the object in question. This sleeve may or may not remain an integral part of the tube.
The invention consists, apart from this main arrangement, of other arrangements which will be discussed more explicitly below, in particular: a second arrangement relating to the internal structures of the manufactured objects, their shape and their thickness, which It is possible to vary considerably by using together or separately the possibilities offered by the process described above, possibilities such as, for example:
- possible rotation of the central mandrel and of the sleeve, - possible rotation of a plate, of several or all of the plates carrying the fibers or other constituents, - possible rotation of these plates in the opposite direction, - number of fibers, - speed d 'advance of the sleeve, - variation of this speed during winding, - winding or weaving possibly under tension of all or part of the fibers, - incorporation of homogeneous or heterogeneous fibers, of various nature, longitudinal or helical , under tension or not, - cross sections various data at the mandrel and the sleeve.
a third provision relating to the manufacture of non-rectilinear hollow objects, which can be obtained from the process described above. According to this arrangement, a portion of the product obtained is sectioned before or during polymerization, closed at each end, maintained under internal pressure and placed in a mold of suitable shape.
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requested heated or not.
The invention relates more particularly to certain modes of application, in particular those by which it is applied to the manufacture of tubes, pipes and similar objects or rigid derivatives in polyester resins or other thermosetting resins, reinforced with glass fibers. , as well as certain embodiments of said arrangements. It relates more particularly still, and this, as new industrial products, to devices or machines of the type in question comprising the application of these same provisions, the special elements specific to their establishment as well as the assemblies comprising similar devices. and oreux objects of various structures obtained using the methods and devices in question.
The invention may, in any event, be clearly understood with the aid of the description which follows, as well as the appended drawings, which descriptions and drawings are, of course, given above all by way of indication. .
FIG. 1 diagrammatically represents the essential parts of a device for manufacturing hollow cylindrical profiles, such as for example a tube, for the implementation of an application of the method according to the invention.
FIGS. 2 to 8 show in elevation or in section some examples of internal structures of these sections as they can be obtained by the process according to the invention.
According to the invention, and more especially according to that of its modes of application, as well as according to those of the embodiments of its various parts to which it seems that preference should be given, by proposing by Example of manufacturing tubes of polyester resins reinforced with glass fibers, the procedure is as follows or analogously.
The device comprises a rotating shaft or mandrel A (Figure 1) Thereon is mounted a support tube or sleeve B, either prefabricated or executed on the mandrel itself. This sleeve is made of any material, preferably waterproof, for example a cellophane membrane.
In Figure 1, it consists of a strip fed by a roller G which may or may not turn around the mandrel A. If necessary, the overlap surface of the two contiguous turns of the strip can be welded by a hot iron for example. The sleeve B is closed at its end D.
This sleeve is filled with a pressurized fluid, preferably hot. This fluid is admitted either through the perforated mandrel A, as in FIG. 1, or through the shutter D, in this case perforated, or by any other means.
The pressure makes it possible to constantly advance the support tube B. This movement is regulated by any means, such as a stop E moving on a screw, a chain, a cable or any other means, this device being able to be located inside or outside the support tube B.
The reinforcing fibers K, whatever their structures, are preferably arranged in coils or rolls on a plate F, rotating or not. They preferably pass singly or not, in an impregnation tank G before being wound up on the sleeve B, on the support surface represented by the mandrel A. The fibers can be wound up optionally under a determined tension, for all or some of the fibers.
The sleeve B may be previously and optionally coated with a layer of resin before winding the fibers. It can be considered
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also to apply directly to it a layer of a material capable of improving or protecting the internal surface of the tube, so for example that certain plasters can ensure a perfect impormeabilization of the pipe or promote the sliding back fluldos by reducing the pressure losses *
The resin supply can be supplemented or possibly regulated on the sleeve or the wound fibers by means of a roller or the like.
Several contiguous plates such as F, H, ... in FIG. 1 containing a determined number of coils can be used to obtain the desired thickness. It is often difficult to impregnate a large thickness of fibers. The prior impregnation, before winding, completely eliminates this difficulty in this process. If the plates turn in the opposite direction, they generate a crossed fiber structure.
The number of these plates, the speeds of rotation of the shaft or possibly of one or more plates, the number of coils, the characteristics of the materials used, the speed of advance of the support tube can be determined to obtain the the most diverse thicknesses and structures.
It is also possible to have, for example, before the circular fibers or between the layers, longitudinal fibers, in any form whatsoever: yarn, tape, fabric, web, etc. It is then sufficient that these fibers are placed on a turntable at the same speed as the mandrel A. These fibers are, after prior impregnation preferably, driven parallel to the axis of the tube, forming a corset, of continuous circumference or not, around this one.
Heterogeneous fibers, of various nature (for example metallic or nylon thread), longitudinal or helical, can also be arranged in reinforcing materials, under tension or not, by any of the above means.
A protective layer or a second membrane, constituted for example by the winding of a cellophane strip J, can, if necessary, cover with a final layer the outside of the tube T thus formed.
The tube T moves, during manufacture, guided and supported by a device such as, for example, rotating supports. It can be supported totally or over part of its length and, optionally, at its end. It can penetrate, if desired, into a heated chamber intended to begin or to accomplish the polymerization, which has moreover been able to be initiated or accomplished by the heat of the fluid contained in the support tube B.
The manufacture can thus be carried out continuously, without limitation in length. When necessary, and preferably after polymerization, the tube is cut, the section still on the machine then being closed again so that the internal pressure is maintained or restored. It can also be cut before or during polymerization, however maintaining pressure in the cut tube to ensure that the shape is maintained in subsequent operations.
This can in particular be useful either for polymerizing sections of determined length, outside the production line of the machine, or for obtaining bent objects or objects of various shapes.
In this case, the section obtained, closed at both ends and maintained under pressure, for example by a valve shutter, is placed before or during polymerization in a mold of suitable shape, heated or not.
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The section of a section before or during polymerization can optionally be carried out after ligation or between two ligatures, making it possible to keep the cut sections and that still on the machine under pressure.
It should be understood that various modifications could be made to the device described or some of these provisions could be waived, without departing from the limits of the invention. Some of these modifications can be cited below by way of non-limiting examples:
The mandrel A can be fixed, the reinforcing fibers then being arranged on rotating plates, to the exclusion of the fibers arranged longitudinally which remain fixed. The guiding of the section on rotating rollers is then no longer essential and can be replaced by any other device. The rotation of the plates can be carried out in identical or opposite directions, at identical or different speeds.
The machine chuck can be located in a horizontal, vertical or other position. The pushing of the tube by pressure can be replaced by mechanical or other displacement. The advance of the tube can also be variable, which makes it possible, for example, to obtain hollow tubes or sleeves with conical outer shapes.
It is also possible to give the mandrel A a shape other than cylindrical, making it possible to generate tubes or hollow profiles of any section. Depending on the type of resin used, different impregnation or polymerization modalities may be required in this process. The resins can contain fillers and dyes.
As emerges from the arrangements already described of the invention, the most diverse structures in the products produced can be obtained. Figures 2 to 8 of the appended drawing give, by way of indication and in no way limiting, some types of these structures applied to the making of a tube:
FIG. 2 shows the conventional structure, comprising a sleeve B of any kind, several thicknesses of fibers K and a covering membrane L;
In FIG. 3, the helical and superimposed layers of K fibers are wound in contiguous or partially overlapping M turns;
In FIG. 4, the winding is identical, but with spaced M turns, the pitch of the helix being practically not limited.
These two types of structures can be completed by winding fibers in opposite directions, in crossed turns, as follows:
FIG. 5 shows a winding made up of one or more helical layers M, crossed or not, one or more longitudinal layers N (in the axis of the tube) and one or more helical layers M ' crossed or not;
FIG. 6 shows the possibilities of winding within the mass of a tube T of one or more K fibers, heterogeneous or not, but under tension;
FIG. 7 shows the possibilities of winding on the periphery of the tube T of fibers K, contiguous or not, heterogeneous or not, under tension;
And FIG. 8 the possibilities of arranging at several points of the circumference, equidistant or not, of the tube T, longitudinal fibers K, heterogeneous or not, under tension or not.
As it goes without saying, and as it results moreover already from what
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above, the invention is in no way limited to those of its modes of application, nor to those of the embodiments of its various parts, which have been more especially indicated; on the contrary, it embraces all possible variants.
CLAIMS.,
1. A method of manufacturing and @ rigid hollow profiles, polyester resins or other curable resins @@ fibers reinforced with various nature, characterized in eg. , -! on the prodés of the kind in question, the rectiligaes hollow profiles are executed on a sleeve in which a fluid is admitted to us, so that this sleeve, advancing in an adjustable manner under the effect of the pressure, serves, during the various phases of the manufacturing, as a support for the profile produced.