CH288812A - Procédé de fabrication de tubes à soufflets en matière thermoplastique. - Google Patents
Procédé de fabrication de tubes à soufflets en matière thermoplastique.Info
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Description
Procédé de fabrication de tubes à soufflets en matière thermoplastique. La présente invention est relative à la fabrication de tubes sans soudure à parois minces prévus avec des soufflets ou plis, for més en matières plastiques. Le polyéthylène constitue un exemple de matière thermoplastique qui, dans des conditions appropriées de température et de pression, peut être extrudé sous la forme de tubes sans soudure de l'épaisseur et de dimensions désirées. I1 existe une très forte demande dans l'industrie de l'emballage et industries analogues pour des tubes en matières plastiques de divers diamètres et d'ime épaisseur de parois de l'ordre de quelques centièmes de millimètre. On demande souvent que le tube soit fourni sous la forme d'un rouleau de tube continu qui est plié le long de sections diamétrales opposées du tube et aplati. Les plis doivent avoir des dimensions uniformes et de préférence avoir la même profondeur. Des difficultés considérables se présentent pour la formation de manière continue de tels tubes. I1 est difficile d'observer la tolérance étroite exigée concernant l'uniformité des diamètres et épaisseur, et concernant une largeur uniforme à l'état aplati avec des plis de la même profondeur. La présente invention comprend un procédé de fabrication de tubes à soufflets en matière thermoplastique, caractérisé en ce qu'on extrude de manière continue de la matière thermoplastique à travers une matrice annulaire pour former un tube sans soudure, qu'on introduit un fluide sous pression dans la partie amont du tube, qu'on souffle des sections successives du tube entre des galets espacés destinés à donner au tube une dimension déterminée plus grande que le diamètre d'extrusion, qu'on presse par des moyens mécaniques ledit tube soufflé et dilaté contre les parois d'tm passage externe formateur de plis, et qu'on aplatit le tube ainsi formé avec ses plis. L'invention comprend également un appareil pour la mise en oeuvre du procédé ci-dessus, caractérisé en ce qu'il comprend une matrice annulaire, im dispositif d'extrusion pour l'extrusion continue de la matière thermoplastique hors de la matrice annulaire sous la forme d'un tube sans soudure, des moyens destinés à introduire un fluide sous pression dans le tube pour dilater des sections successives de celui-ci, des moyens destinés à exercer mécaniquement nne pression à l'intérieur et à l'extérieur du tube dilaté pour former des plis dans le tube, et des moyens - destinés à aplatir le tube ainsi formé. Le dessin ci-joint illustre le procédé et représente, à titre d'exemple, une forme et des variantes d'exécution de l'appareil pour la mise en oeuvre du procédé. Fig. 1 est une vue en élévation de l'appareil. Fig. 2 est une vue en élévation, à échelle agrandie, d'un détail de l'appareil montré dans la fig. 1. Fig. 3 est une vue en plan par-dessus dn détail représenté dans la fig. 2, Fig. 4 est nne vue en coupe selon la ligne il de la fig. 2. Fig. 5, 6 et 7 sont des vues en coupe partielles de trois variantes du mécanisme formateur de plis, par la ligne X-X de la fig. 3, et fig. 8 est une vue en plan de la variante montrée dans la fig. 7. En se reportant à la fig. 1 du dessin, l'appareil représenté comprend une matrice D dans laquelle on effectue de manière continue l'extrusion d'un tube T à parois minces, par exemple au moyen d'un dispositif d'extrusion approprié montré d'une façon sché matique en E, et qui peut comprendre des éléments servant au chauffage, à l'homogénéisation de la matière et à la production de pression, afin de forcer une matière plastique, telle que du polyéthylène, à travers la matrice D dans les Conditions appropriées de température, pression et homogénéité de la matière plastique extrudée. Une canalisation sous pression 1 passe à travers la matrice D, laquelle canalisation est commandée par une soupape 2 à travers laquelle on introduit un fluide approprié, par exemple de l'air, pour maintenir une pression déterminée à l'intérieur du tube T et pour dilater celui-ci jusqu'au diamètre requis. Le tube T qui sort de la matrice D est refroidi par de l'air à mesure qu'il passe à travers un anneau ou cercle de jets sortant de tuyères 3, lesdites tuyères 3 étant montées sur un collecteur circulaire 6. Des soupapes à pointeau 5 actionnées à la main effectuent individuellement un réglage de l'air de refroidissement amené aux tuyères 3 du collecteur circulaire 6 qui est relié à une distribution d'air comprimé (non montrée). Alors que pour la clarté du dessin on a montré deux tuyères 3 seulement, dans la pratique on en prévoit un nombre beaucoup plus grand, par exemple vingt, placées à des intervalles réguliers autour de l'anneau collecteur 6. L'air sortant des tuyères 3 réduit la température et, par conséquent, la plasticité du tube extrudé. Un réglage différentiel des diverses tuyères sert à assurer l'uniformité de l'épaisseur du tube soufflé. Ainsi, quand le tube est soufflé de manière inégale et qu'il se forme une bande trop mince, un peu plus d'air sortant de la tuyère 3 qui est située en regard de cette bande assurera un refroidissement supplémentaire de cette partie du tube. Le refroidissement supplémentaire réduit la dilatation et l'amincissement de la partie du tube située en dessous et l'on obtient une plus grande uniformité de l'épaisseur. Le tube T passe ensuite par une série de trois boîtes à vent annulaires 7a, 7b, 7c qui dirigent de l'air de refroidissement contre le tube. Ces boîtes 7a, 7b, 7c peuvent recevoir de l'air sous une pression de quelques centimètres de colonne d'eau d'un collecteur commun 8 alimenté par un ventilateur 9. L'air ainsi amené aux boîtes à vent peut être dirigé pour venir en contact avec le tube T par une série d'ouvertures 7 qui peuvent être situées à des intervalles réguliers dans la paroi périphérique interne de chaque boîte à vent et qui peuvent être réglées individuellement quant à leurs dimensions par des glissières 10 ou d'autres soupapes de réglage analogues. Une série de galets ou rouleaux horizontaux R et de galets ou rouleaux verticaux R', pouvant tourner librement, sont disposés de manière à supporter le tube et à contrôler sa dimension. Les galets R et R' sont disposés transversalement et tangentiellement par rapport à la périphérie du tube coaxialement par rapport aux boîtes à vent 7a, 7b, 7c et quand ils sont ainsi disposés, ils limitent le diamètre auquel le tube est soufflé, comme montré dans la fig. 1. Après avoir traversé les boîtes à vent 7a, 7b, 7c et les galets R et R', le tube est partiellement aplati par un dispositif à galets qui comprend une série de galets métalliques 11 situés transversalement par rapport au tube le long de deux lignes convergentes si- tuées au-dessus et au-dessous du tube. Le dispositif à galets pour l'affaissement du tube comprend un châssis 12 comprenant des montants verticaux 13 fixés à un certain espacement entre eux par des éléments de châssis longitudinaux supérieurs et inférieurs 14 et 1.5 et par des éléments d'espacement transversaux 16. Des entretoises de renforcement des coins 17 donnent au châssis la rigidité nécessaire. Les galets 11 sont montés rotativement dans des paires d'éléments de châssis longitudinaux supérieurs et inférieurs 18 et 19 respectivement, la paire supérieure des éléments 18 étant fixée à l'écartement approprié par des barres transversales avant et arrière 18a et 18b et la paire inférieure d'éléments de châssis 19 étant fixée d'une manière similaire par des barres transversales avant et arrière 19a et 19b. L'extrémité avant des châssis 18 et 19 est supportée par les extrémités de chaînes 20, qui sont supportées par des pignons 21 fixés aux extrémités d'un arbre 22 monté rotativement dans les extrémités antérieures des éléments 14. Une rotation dans le sens des aiguilles d'une montre (fig. 1) du pignon 21 actionne les chaînes 20 de manière à soulever l'extrémité antérieure du châssis supérieur 18 et à abaisser simultanément l'extrémité antérieure du châssis inférieur 19, afin d'augmenter la distance des châssis 18 et 19 symétriquement par rapport à la ligne axiale du tube T. Ainsi qu'il résulte du dessin, une rotation dans le sens contraire à celui des aiguilles d'une montre du pignon 21 réduit la distance entre les châssis 18 et 19 symétriquement par rapport à la ligne axiale du tube T. Les extrémités arrières des châssis 18 et 19 sont supportées d'une manière similaire et leurs positions sont réglées par des chaînes 20a qui engrènent avec des pignons 23 fixés aux extrémités d'un arbre transversal 24 monté rotativement dans les éléments longitudinaux 14. Afin d'assurer un refroidissement suffisant du tube et d'empêcher ainsi son collage aux galets 11, on prévoit un refroidissement supplémentaire au moyen de tuyères supé rieures et inférieures 25 et 26 ; qui sont respec- tivement montées sur les châssis 18 et 19, l'air de ces tuyères étant dirigé par des canaux appropriés 25a et 26a vers les deux séries de galets 11 et vers la partie du tube qui coopère avec ces galets. Depuis les galets 11, le tube est tiré par une paire de galets de traction P, dans un mécanisme formateur de plis désigné d'une manière générale par la lettre G qui agit de manière à aplatir le tube et qui, en même temps, en coopération avec un mécanisme d'espacement interne désigné par la lettre S, et avec de l'air sous pression introduit dans la canalisation 1, forme des plis 27 sur les côtés du tube ainsi qu'il sera déerit plus en détail ci-après. Le tube aplati passe entre les lugalets P est enroulé en 28 sur l'arbre 29 d'une machine d'enroulement. En se reportant plus particulièrement au mécanisme formateur de plis G, celui-ci com prend des éléments supérieur 31 et inférieur 30, servant à donner la forme, ces deux élé ments 30 et 31 étant disposés à distance et de manière à converger l'un vers l'autre au moyen d'éléments en forme de coin supérieur et inférieur 32 et 33 adjacents aux bords laté raux des éléments 30 et 31. Comme montré dans le dessin, les éléments 30 et 31 et les coins 32 et 33 sont fixés entre eux d'une ma nière réglable par des boulons avec écrous 34. Dans la forme d'exécution représentée, les surfaces internes 32a et 33a de chaque paire de coins 32, 33 sont disposées dans des plans verticaux espacés, dont les points correspon dants sont situés à des distances égales de l'axe du tube T qui passe entre eux. Les plans verticaux définis par les surfaees 32a et 33a de chaque paire de coins peuvent être paral lèles, comme montré dans la fig. 3 ou, suivant la profondeur des plis et l'angle de conver gence des éléments 30 et 31, les plans latéraux peuvent converger ou diverger, afin de guider le tube d'une manière appropriée. Entre chaque paire de coins latéraux 32 et 33 est placée une lame 35 faisant saillie vers l'intérieur, présentant des bords internes arrondis 35a et des ouvertures (non montrées) en forme de fente appropriées à travers les quelles passent les boulons de fixation 34, et qui permettent ainsi le réglage des lames 35, de manière que les bords 35a convergent sous un angle approprié pour approfondir les plis 27 dans le tube quand celui-ci est pressé par les éléments 30 et 31 et maintenu à la largenr désirée par les parois latérales 32a et 33a. Ainsi qu'on le voit à la fig. 3, l'élément interne d'espacement S comprend une paire de bras espacés 37 et 38 articulés chacun à l'une des extrémités opposées d'une barre transversale 39 à la même distance de l'extrémité amont du bras 37 et du bras 38, ces deux bras étant soumis à une tension élastique qui tend à les rapprocher l'un de l'autre par un ressort 40; de cette manière, les extrémités aval des bras 37 et 38 étendent d'une manière élastique le tube pour l'appuyer contre les lames 35. Ainsi qu'on peut le voir à la fig. 4. les bras 37 et 38 présentent des raimlres 41 et 42 respectivement, qui redoivent les lames 35 et la partie du tube qui recouvre chaque lame. Les extrémités amont des bras 37 et 38 sont ancrées au moyen d'un câble 43 à la matrice D à l'intérieur du tube. La tension exercée sur ce câble 43 plus la pression exercée par le ressort 40 obligent le tube à venir entourer les lames 35, et de cette manière on établit et on maintient les plis dans le tube. Il est clair que les encoches ménagées dans les lames 35 et les coins 32, 33 permettent le réglage du mécanisme G pour faire varier la profondeur des plis et pour adapter le mécanisme à des tubes ayant des dimensions très variées. Fig. 5 montre une variante de construction des bras 37 et 38, dans laquelle un patin rainuré 44 est articulé à l'extrémité aval de chaque bras, de manière que c'est le patin plutôt que la rainure du bras 37 qui coopère avec la lame 35. Fig. 6 montre un galet rainuré 45 monté rotativement sur le bras d'espacement 37 et la fig. 7 montre un galet 46 monté rotativement dans un patin 44' qui est articulé au bras 37. Quoique cela ne soit pas montré dans ie dessin, le bras 38 sera évidemment modifié d'une manière similaire au bras 37 dans les variantes d'exécution montrées dans les fig. 5 à 7. Les formes d'exécution montrées dans les fig. 6 et 7 permettent de réduire le frottement et celles montrées dans les fig. 5 et 7 permettent une coopération identique de l'élément rainuré avec les lames 35, quel que soit l'angle que les bras 37 et 38 font avec l'axe du tube. REVENDICATIONS : I. Procédé de fabrication de tubes à sou1 !- flets en matière thermoplastique, caractérisé en ce qu'on extrude de manière continue de la matière thermoplastique à travers une matrice annulaire peair former un tube sans soudure, qu'on introduit un fluide sous pression dans la partie amont du tube, qu'on souffle des sections successives du tube entre des galets espacés destinés à donner au tube une dimension déterminée plus grande que le diamètre d'extrusion, qu'on presse par des moyens mécaniques ledit tube soufflé et dilaté contre les parois d'un passage externe formateur de plis, et qu'on aplatit le tube ainsi formé avec ses plis.
Claims (1)
- II. Appareil pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication I, caractérisé en ce qu'il comprend une matrice annulaire, un dispositif d'extrusion pour l'extrusion continue de la matière thermoplastique hors de la matrice annulaire sous la forme d'un tube sans soudure, des moyens destinés à introduire un fluide sous pression dans le tube pour dilater des sections successives de celui-ci, des moyens destinés à exercer mécaniquement une pression à l'intérieur et à l'extérieur du tube dilaté pour former des plis dans le tube, et des moyens destinés à aplatir le tube ainsi formé.SOUS-REVENDICATIONS: 1. Procédé selon la revendication I, caractérisé en ce qu'on crée une pression de fluide plus grande à l'intérieur qu'à l'extérieur du tube à mesure que celui-ci est extrudé à l'état chauffé déformable de la matrice, ladite partie chauffée du tube étant dilatée par la différence de pression existante jusqu'à atteindre un diamètre plus grand, la matière dilatée étant ensuite refroidie jusqu'à une températurc inférieure à sa température de plasticité, le tube gonflé et solidifié étant soumis méca niquement à des pressions sur ses surfaces interne et externe pour former des plis, et le tube à plis étant enroulé sur une machine d'enroulement.2. Procédé selon la revendication I, caractérisé en ce qu'on utilise des moyens mécaniques pour limiter la dilatation du tube.3. Appareil selon la revendication II, ca ractérisé en ce qu'il comprend des lames disposées à l'extérieur du tube et des moyens à l'intérieur du tube destinés à presser celui-ci contre lesdites lames.4. Appareil selon la revendication II et la sous-revendication 3, caractérisé en ce que lesdits moyens mécaniques de pressage comprennent une paire de bras articulés, chacun de ces bras pressant élastiquement le tube contre une desdites lames.
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