CH315668A

CH315668A - Process for manufacturing plastic tube bottoms and installation for implementing this process

Info

Publication number: CH315668A
Authority: CH
Inventors: Michel Baehr; Pierre Bourg
Original assignee: Tubophane S A R L
Priority date: 1954-01-18
Filing date: 1954-01-16
Publication date: 1956-08-31
Also published as: GB752221A; DE1096026B; BE525816A; NL87251C; FR1083422A

Description

       

  
 



  Procédé de fabrication de fonds de tubes en matière plastique
 et installation pour la mise en   oeuvre    de ce procédé
   I1    existe plusieurs procédés pour la fabrication de fonds de tubes en matière plastique.



  Un procédé consiste à partir de flans de matière première en feuille pour obtenir les tubes et à rapporter les fonds emboutis, injectés ou découpés, par soudure. Un autre procédé consiste à fabriquer les tubes munis d'un fond par emboutissage de disques plats, mais ce procédé n'est applicable que pour des tubes dont la hauteur est de l'ordre de grandeur du diamè  tre;    par injection, on peut obtenir une profondeur beaucoup plus importante, mais à chaque dimension de tube doit correspondre un moule très onéreux. Un autre procédé consiste à utiliser la matière du bord du tube pour former le fond par plissage et rabattement de ce bord sur lui-même et fusion par un courant haute fréquence.



   La présente invention a pour objet des perfectionnements à ce dernier procédé et une installation pour la mise en   oeuvre    de ce procédé.



   Ce procédé est caractérisé en ce que   l'on    coupe les tubes aux dimensions voulues, qu'on les place en position sur des mandrins de support, de manière qu'une de leurs extrémités fasse saillie sur ces mandrins de la quantité nécessaire pour constituer la matière du fond, qu'on préforme ces extrémités en les rabattant sur elles-memes, qu'on soude ensemble ces parties rabattues par soudure avec un courant à haute fréquence et qu'on éjecte les tubes avec les fonds ainsi formés.



   On part de matière plastique granulée, telle que du chlorure de polyvinyle, et on la transforme en un tube par un procédé usuel, boudinage ou autre, puis on coupe ce boudin en tubes élémentaires à la longueur voulue.



   Dans le cas de tubes de grand diamètre, on peut ajouter dans le tube une pastille de matière thermoplastique destinée à compléter la matière du bord du tube pour la formation du fond par un chauffage subséquent à haute fréquence.



   L'installation pour la mise en oeuvre du procédé est caractérisée par un plateau rotatif sur lequel sont disposés verticalement et parallèlement des mandrins munis de bagues de mise en position et par un certain nombre de postes fixes sous lesquels lesdits mandrins défilent successivement, à savoir un poste servant à la mise en place des tubes sur les mandrins, des postes servant au préformage des extrémités des tubes et comportant des bouterolles susceptibles de coulisser verticalement pour s'appliquer sur les extrémités des tubes, un poste de chauffage à haute fréquence présentant une électrode de soudure et un condensateur maintenu par une bague susceptible de  coiffer les fonds préformés des tubes, et un poste d'éjection des tubes munis de leurs fonds.



   Les électrodes de chauffage à haute fréquence peuvent comporter une plaque métallique avec dispositif de verrouillage de leur support, un manchon isolant aux dimensions des broches, et un condensateur de préférence du type métal-acétate interposé entre les broches et l'électrode.



   On décrira plus en détail ci-après le procédé de fabrication des fonds de tubes en matière plastique suivant l'invention en référence au dessin annexé donné à titre d'exemple.



   La fig. 1 est une vue en coupe verticale d'un morceau de tube en matière plastique.



   La fig. 2 montre ce tube en place sur une broche placée sous l'empreinte de préformage vue en coupe.



   La fig. 3 montre ce tube après plissage d'une de ses extrémités.



   La fig. 4 montre ce tube après plissage au moyen d'une bouterolle d'égalisation.



   La fig. 5 montre ce tube placé sous l'électrode de chauffage à haute fréquence.



   Les fig. 6, 7, 8, 9 illustrent le procédé appliqué à des tubes de plus grand diamètre avec addition de matière.



   La fig. 10 est une vue en coupe d'une électrode de chauffage à haute fréquence pour la fusion du fond préformé du tube.



   La fig. 11 est une vue en élévation schématique, partiellement en coupe, d'une installation pour une fabrication continue.



   La fig. 12 est une vue en perspective d'une variante de l'installation.



   Un tube élémentaire 7, coupé à une longueur un peu supérieure à celle du tube définitif dans un boudin tubulaire de matière plastique appropriée (fig. 1), est mis en place sur une broche 2 qu'il dépasse légèrement d'une quantité 9 réglée par la position d'une bague de prise en position réglable constituée par une bague 8 et qui est amenée sous une bouterolle 15 (fig. 2); celle-ci est creusée en cuvette en forme de calotte 22 et chauffée à une température de 500 à   800 C    ramollissant la partie terminale du tube à son contact sans détériorer la matière, de façon qu'en appliquant la bouterolle sur le tube (fig. 3), la partie terminale 24 est plissée et rabattue sur la tête de la broche pour former un fond pour le tube.



   Le tube ainsi préformé est éventuellement passé ensuite sous une deuxième bouterolle 23 (fig. 4) qui est à fond plat 28 et qui refroidit et aplatit le fond préformé qui vient d'être obtenu. Ce tube dont le fond préformé a été ainsi ramené à une température de   180 à 200 C    est ensuite amené sous une électrode à haute fréquence 26 qui égalise par chauffage à pertes diélectriques le fond 24 pour le rendre lisse et uni (fig. 5).



   Les bouterolles 15 et 23 et l'électrode 26 peuvent avoir des formes très variées suivant la fabrication envisagée.



   S'il s'agit de tubes de diamètre important où   l'on    aurait des difficultés à souder de façon égale tout le fond du tube, on remplace la bouterolle 15 de la fig. 2 par un poinçon 29 qui découpe une pastille 30 dans une bande 31 de matière plastique (fig. 6)   placée    au-dessus d'une matrice de découpe   32 ; la    pastille découpée 30 est poussée par le poinçon 29 dans la partie du tube 7 dépassant le mandrin 2 (fig. 7). La bouterolle 23 de la fig. 4 et l'électrode 26 de la fig. 5 sont modifiées, comme le montrent les fig. 8 et 9, de manière à pouvoir sertir le bord du tube 7 sur la pastille 30.



   Cette électrode 26 peut être réalisée comme le montre la fig. 10
 La partie supérieure 18 représente la partie formant l'électrode proprement dite.



   Une bague 19 en une matière isolante assure un encerclement calibré de la partie supérieure du tube.



   Un support 21 maintient en place cette bague 19.



   Un organe de verrouillage 25 est destiné à assembler le tout.



   Un condensateur 27 est placé entre l'électrode 18 et la partie à souder.



   Ce condensateur est composé d'une épaisseur appropriée d'une matière thermoplastique, par exemple d'acétate ou de tri acétate de cel  lulose, et d'une feuille d'un métal de préférence autre que celui utilisé pour l'électrode.



   L'électrode étant en duralumin, la feuille de métal sera en laiton ou en cuivre, ou vice versa.



   L'avantage de cette électrode munie d'un condensateur est d'accélérer (pour une puissance mise en jeu égale) très considérablement la soudure. L'abaissement du temps de soudure est de 3 à 1 seconde.



   On peut prévoir différentes installations pour amener en continu les broches portetubes sous les postes de préformage et de finition ou pour déplacer ces postes devant les broches. Les commandes nécessaires à l'obtention de ces opérations peuvent être obtenues, soit mécaniquement, soit par air comprimé, soit par un dispositif électromagnétique ou hydraulique.



   A titre indicatif et pour illustrer le procédé, on décrira ci-après un exemple de réalisation mécanique en référence à la fig.   1 1    du dessin annexé.



   Sur un plateau rotatif 1 sont disposés plusieurs groupes de broches 2 préférablement amovibles, en un métal conducteur et reliés à la masse.



   Au-dessus de ce plateau sont placés en des points déterminés de sa périphérie des postes de préformage et un poste de finition à haute fréquence.



   Un poste de préformage 3 comprend un boîtier porte-empreintes de matriçage 5 susceptible d'être abaissé sur les broches ; les bouterolles 15 portées par ce boîtier sont chauffées électriquement par une résistance 16 et présentent un profil en forme de cuvette favorisant le plissage des bords du tube 7.



   Eventuellement, on peut prévoir un deuxième poste de préformage comprenant une bouterolle à fond plat susceptible de s'abattre sur le fond plissé pour l'égaliser à froid, comme représenté à la fig. 4.



   Le poste de finition 4 comprendra une tête 6 d'appareil à haute fréquence en contact avec des électrodes 26 amovibles et de profil varia   ble ; ce poste est susceptible d'être abaissé pour    venir former le fond du tube.



   Les postes 3 et 4 sont portés par un manchon 14 monté coulissant sur l'extrémité supérieure d'un axe 13 du plateau 1 et maintenu en position haute par un ressort 12. Le poste de préformage est monté coulissant sur le manchon 14 par rapport auquel il peut s'élever à partir d'une position inférieure, représentée au dessin, quand il est poussé vers le haut à l'encontre du ressort 17.



   Une pédale   1 1    reliée par un câble souple 10 au manchon 14 permet de commander l'abaissement du poste de préformage 3 et du poste de finition 4. Le poste de préformage étant, dans la position de repos de la pédale, représentée au dessin, à un niveau inférieur à celui du poste de finition, s'engage le premier sur les extrémités des tubes 7. Les bouterolles 15 de ce poste de préformage 3, portées par la résistance 16 à une température appropriée à la matière utilisée, replient alors rapidement le bord ramolli 9 des tubes et le plissent.

   L'action sur la pédale   1 1    étant poursuivie à l'encontre des deux ressorts 12 et 17, les électrodes 26 du poste de finition 4 viennent en contact avec les tubes à fond préformé   24 ;    sous l'action de la haute fréquence ou de la chaleur communiquée à l'électrode 18, les fonds plissés fondent instantanément et les tubes sont terminés. On relâche la pédale   1 1    et les postes 3 et 4 remontent; on imprime au plateau 1 un mouvement rotatif d'un quart de tour, on retire les tubes terminés et on approvisionne en tubes à préformer et le cycle recommence.



   Au lieu d'un plateau à déplacement linéaire ou rotatif et de postes de préformage et de finition fixes, on pourrait prévoir l'inverse.



  Les commandes des porte-empreintes et porteélectrodes pourraient naturellement varier, de même que la constitution du porte-électrodes et des dispositifs de détail ci-dessus décrits.



   Une variante de l'installation de la fig.   1 1    est représentée à la fig. 12.



   Sur le plateau 1, sont montés, par exemple, six couples de broches 2.



   Les postes A sont des postes où s'effectue la pose par l'ouvrier de deux tubes 7 sur chaque couple de broches.  



   Le poste B comporte les bouterolles de préformage 15 de la fig. 2 ou les poinçons de découpe 29 de la fig. 6.



   Le poste C comporte les bouterolles d'aplatissement 23 de la fig. 4 ou de sertis  sage de la fig.    8.



   Le poste D est le poste de soudure à haute fréquence, le même dans tous les cas, et le poste E est le poste d'éjection des tubes terminés.



   Le plateau   I    tourne à la volonté de l'ouvrier par saccades successives, avec un rendement considérablement accru par rapport à celui des procédés connus, du fait de la rapidité de la soudure.



   Les tubes ainsi fabriqués avec une maind'oeuvre réduite, dans un temps très court, sont d'un beau fini. Ils ne présentent aucune solution de continuité entre les parois et le fond et ils sont, par suite, parfaitement étanches et exempts de toute amorce de rupture.



   REVENDICATIONS :
 I. Procédé de fabrication de fonds de tubes en matière plastique, présentant une soudure effectuée par un courant à haute fréquence, caractérisé en ce que   l'on    coupe les tubes aux dimensions voulues, qu'on les place en position sur des mandrins de support, de manière qu'une de leurs extrémités fasse saillie sur ces mandrins de la quantité nécessaire pour constituer la matière du fond, qu'on préforme ces extrémités en les rabattant sur elles-mêmes, qu'on soude ensemble ces parties rabattues par soudure avec un courant à haute fréquence, et qu'on éjecte les tubes avec les fonds ainsi formés.
  



  
 



  Manufacturing process for plastic tube bottoms
 and installation for the implementation of this method
   There are several processes for the manufacture of plastic tube bottoms.



  One method consists of starting from blanks of raw material in sheet form to obtain the tubes and in bringing back the bottoms which are stamped, injected or cut, by welding. Another process consists in manufacturing the tubes provided with a bottom by stamping flat discs, but this process is applicable only for tubes the height of which is of the order of magnitude of the diameter; by injection, a much greater depth can be obtained, but each dimension of tube must correspond to a very expensive mold. Another method is to use the material of the edge of the tube to form the bottom by pleating and folding this edge on itself and melting by a high frequency current.



   The present invention relates to improvements to the latter process and to an installation for implementing this process.



   This method is characterized in that the tubes are cut to the desired dimensions, that they are placed in position on the support mandrels, so that one of their ends protrudes on these mandrels by the amount necessary to constitute the material of the bottom, that these ends are preformed by folding them back on themselves, that these folded parts are welded together by welding with a high frequency current and that the tubes are ejected with the bottoms thus formed.



   One starts with granulated plastic material, such as polyvinyl chloride, and is transformed into a tube by a usual process, beading or the like, then this strand is cut into elementary tubes to the desired length.



   In the case of tubes of large diameter, it is possible to add to the tube a pellet of thermoplastic material intended to supplement the material of the edge of the tube for the formation of the bottom by subsequent high-frequency heating.



   The installation for carrying out the method is characterized by a rotary plate on which are arranged vertically and in parallel mandrels provided with positioning rings and by a certain number of fixed stations under which said mandrels pass successively, namely a station used for placing the tubes on the mandrels, stations used for preforming the ends of the tubes and comprising fasteners capable of sliding vertically to be applied to the ends of the tubes, a high-frequency heating station having an electrode welding and a capacitor held by a ring capable of capping the preformed ends of the tubes, and an ejection station for the tubes fitted with their bottoms.



   The high frequency heating electrodes can comprise a metal plate with a device for locking their support, an insulating sleeve to the dimensions of the pins, and a capacitor preferably of the metal-acetate type interposed between the pins and the electrode.



   The process for manufacturing plastic tube ends according to the invention will be described in more detail below with reference to the appended drawing given by way of example.



   Fig. 1 is a vertical sectional view of a piece of plastic tube.



   Fig. 2 shows this tube in place on a pin placed under the preforming impression seen in section.



   Fig. 3 shows this tube after pleating one of its ends.



   Fig. 4 shows this tube after pleating by means of an equalizing die.



   Fig. 5 shows this tube placed under the high frequency heating electrode.



   Figs. 6, 7, 8, 9 illustrate the process applied to tubes of larger diameter with addition of material.



   Fig. 10 is a sectional view of a high frequency heating electrode for melting the preformed bottom of the tube.



   Fig. 11 is a schematic elevational view, partially in section, of an installation for continuous manufacture.



   Fig. 12 is a perspective view of a variant of the installation.



   An elementary tube 7, cut to a length a little greater than that of the final tube in a tubular coil of suitable plastic material (fig. 1), is placed on a pin 2 which it exceeds slightly by a set quantity 9. by the position of an adjustable position engagement ring constituted by a ring 8 and which is brought under a snap 15 (fig. 2); the latter is hollowed out in a bowl-shaped cap 22 and heated to a temperature of 500 to 800 ° C., softening the end part of the tube in contact with it without damaging the material, so that by applying the die-roll to the tube (fig. 3), the end part 24 is pleated and folded over the head of the spindle to form a bottom for the tube.



   The tube thus preformed is optionally then passed under a second snap 23 (FIG. 4) which has a flat bottom 28 and which cools and flattens the preformed bottom which has just been obtained. This tube, the preformed bottom of which has thus been brought to a temperature of 180 to 200 ° C., is then brought under a high frequency electrode 26 which equalizes the bottom 24 by heating at dielectric losses to make it smooth and even (FIG. 5).



   The fasteners 15 and 23 and the electrode 26 may have very varied shapes depending on the manufacture envisaged.



   If these are tubes of large diameter where it would be difficult to weld the entire bottom of the tube equally, the snap 15 of FIG. 2 by a punch 29 which cuts a pellet 30 in a strip 31 of plastic material (FIG. 6) placed above a cutting die 32; the cut pellet 30 is pushed by the punch 29 into the part of the tube 7 extending beyond the mandrel 2 (FIG. 7). The snap 23 of FIG. 4 and the electrode 26 of FIG. 5 are modified, as shown in fig. 8 and 9, so as to be able to crimp the edge of the tube 7 on the pellet 30.



   This electrode 26 can be produced as shown in FIG. 10
 The upper part 18 represents the part forming the electrode proper.



   A ring 19 made of an insulating material ensures a calibrated encirclement of the upper part of the tube.



   A support 21 keeps this ring 19 in place.



   A locking member 25 is intended to assemble the whole.



   A capacitor 27 is placed between the electrode 18 and the part to be welded.



   This capacitor is composed of a suitable thickness of a thermoplastic material, for example cellulose acetate or triacetate, and a foil of a metal preferably other than that used for the electrode.



   Since the electrode is duralumin, the metal sheet will be brass or copper, or vice versa.



   The advantage of this electrode provided with a capacitor is to accelerate (for an equal power brought into play) very considerably the welding. The reduction of the welding time is from 3 to 1 second.



   Different installations can be provided for continuously bringing the tube-holder pins under the preforming and finishing stations or for moving these stations in front of the pins. The commands necessary to obtain these operations can be obtained, either mechanically, or by compressed air, or by an electromagnetic or hydraulic device.



   By way of indication and to illustrate the process, an example of a mechanical embodiment will be described below with reference to FIG. 1 1 of the accompanying drawing.



   On a rotating plate 1 are arranged several groups of pins 2, preferably removable, in a conductive metal and connected to ground.



   Above this plate are placed at determined points of its periphery preforming stations and a high frequency finishing station.



   A preforming station 3 comprises a die-forging impression-holder housing 5 capable of being lowered onto the pins; the fasteners 15 carried by this housing are electrically heated by a resistor 16 and have a cup-shaped profile promoting the pleating of the edges of the tube 7.



   Optionally, a second preforming station can be provided comprising a flat-bottomed die capable of falling on the pleated bottom to equalize it when cold, as shown in FIG. 4.



   The finishing station 4 will include a head 6 of a high frequency device in contact with removable electrodes 26 and of variable profile; this station is likely to be lowered to form the bottom of the tube.



   The stations 3 and 4 are carried by a sleeve 14 slidably mounted on the upper end of an axis 13 of the plate 1 and held in the upper position by a spring 12. The preforming station is slidably mounted on the sleeve 14 relative to which it can rise from a lower position, shown in the drawing, when it is pushed up against the spring 17.



   A pedal 11 connected by a flexible cable 10 to the sleeve 14 makes it possible to control the lowering of the preforming station 3 and of the finishing station 4. The preforming station being, in the rest position of the pedal, shown in the drawing, at a level lower than that of the finishing station, engages the first on the ends of the tubes 7. The fasteners 15 of this preforming station 3, carried by the resistance 16 at a temperature appropriate to the material used, then quickly fold back the softened edge 9 of the tubes and crease it.

   The action on the pedal 11 being continued against the two springs 12 and 17, the electrodes 26 of the finishing station 4 come into contact with the preformed bottom tubes 24; under the action of the high frequency or the heat imparted to the electrode 18, the pleated bottoms instantaneously melt and the tubes are terminated. We release the pedal 1 1 and stations 3 and 4 go up; the plate 1 is given a rotary movement of a quarter turn, the finished tubes are removed and the tubes to be preformed are supplied and the cycle begins again.



   Instead of a linear or rotary displacement table and fixed preforming and finishing stations, the reverse could be expected.



  The commands of the impression trays and electrode holders could naturally vary, as could the constitution of the electrode holder and of the detail devices described above.



   A variant of the installation of FIG. January 1 is shown in FIG. 12.



   On the plate 1, are mounted, for example, six pairs of pins 2.



   The stations A are stations where the installation by the worker of two tubes 7 on each pair of pins.



   Station B comprises the preforming pins 15 of FIG. 2 or the cutting punches 29 of FIG. 6.



   The station C comprises the flattening pins 23 of FIG. 4 or wise crimping of FIG. 8.



   Station D is the high frequency welding station, the same in all cases, and station E is the ejection station for finished tubes.



   The plate I rotates at the will of the worker in successive jerks, with a considerably increased efficiency compared to that of the known methods, due to the speed of the welding.



   The tubes thus manufactured with a reduced labor, in a very short time, are of a beautiful finish. They do not present any solution of continuity between the walls and the bottom and they are, consequently, perfectly tight and free of any initiation of rupture.



   CLAIMS:
 I. Process for manufacturing plastic tube bottoms, having a weld effected by a high frequency current, characterized in that the tubes are cut to the desired dimensions, that they are placed in position on support mandrels , so that one of their ends protrudes on these mandrels by the amount necessary to constitute the material of the base, that these ends are preformed by folding them back on themselves, that these folded parts are welded together by welding with a high frequency current, and that the tubes are ejected with the funds thus formed.

Claims

II. Installation for the implementation of the method according to claim I, characterized by a rotary plate on which are arranged vertically and in parallel mandrels provided with positioning rings, and by a number of fixed stations under which said mandrels pass successively, namely a station used for the installation of the tubes on the mandrels, stations used for preforming the ends of the tubes and comprising fasteners capable of sliding vertically to be applied on the ends of the tubes, a high frequency heating station having a welding electrode and a capacitor held by a ring capable of covering the preformed ends of the tubes, and an ejection station for the tubes provided with their bottom.

SUB-CLAIMS: 1. Method according to claim I, characterized in that the preforming of the tube ends is carried out by pleating these ends in a heated hollow die.

2. Method according to claim I, characterized in that the folded parts of the tubes are leveled by flattening under a cold die with a flat bottom.

3. Method according to claim I, characterized in that the preforming of the tubes is carried out by engaging a plastic pellet on their end and crimping the edges of the tube on this pellet.

4. Installation according to claim II, characterized in that said preforming stations comprise vertically guided fasteners so as to be able to be applied on the ends of the tubes and means for bringing these fasteners to the desired temperature.