Elément creux formé d'une matière filamenteuse
et procédé pour sa fabrication
La présente invention a pour objet un élément creux formé d'une matière filamenteuse entrelacée, enroulée hélicoidalement et combinée avec de la résine. L'invention comprend également un procédé pour la fabrication de cet élément.
Quoique certains travaux aient été faits dans le domaine de la fabrication d'éléments creux par bobinage de filaments en combinaison avec un liant plastique, l'utilisation de filaments et de liant n'a pas été faite d'une manière permettant de retirer tous les avantages des caractéristiques des filaments. Dans les produits fabriqués jusqu'ici les filaments sont utilisés sous la forme d'une armature de renforcement d'un corps plastique relativement épais. L'épaisseur, le poids et, par conséquent, l'encombrement pendant le transport et l'usage sont donc excessifs.
L'économie obtenue est faible en raison de la grande quantité de matière nécessaire à la fabrication d'éléments présentant une résistance mécanique convenable. I1 existe un important besoin d'éléments creux, notamment de tuyaux, tubes et récipients pour fluides sous pression formés principalement par des filaments en matière résistante, tels que les fibres de verre combinées avec un minimum de liant.
L'invention vise à remédier à ces inconvénients et l'élément creux qui en fait l'objet est caractérisé en ce que la matière filamenteuse est disposée sous forme de plusieurs enroulements hélicoïdaux, chaque enroulement individuel consistant en un enroulement hélicoïdal dans un sens et un enroulement hélicoïdal dens le sens inverse, le premier desdits enroulements s'étendant dans une zone cylindrique avec le point de départ du premier enroulement situé sur une section transversale de ladite zone cylindrique, le point de départ de chacun des enroulements successifs étant situés sur ladite section transversale, ces enroulements étant liés les uns aux autres par de la résine.
Le procédé que comprend également l'invention est caractérisé en ce qu'on enroule une matière filamenteuse suivant un dessin hélicoïdal avec les spires de chaque hélice espacées, on commence un enroulement hélicoïdal dudit dessin sur une section transversale du cylindre établi par l'hélice, on fait tourner ledit enroulement hélicoïdal à l'extérieur de ladite section transversale dans un sens le long de l'axe de l'hélice et après que ledit enroulement hélicoïdal de départ s'est déplacé de la longueur désirée dans une direction le long de l'axe, on inverse le sens de l'enroulement en une héliee de retour croisant ledit enroulement hélicoïdal de départ en plusieurs positions, on applique un liant durcissable à ladite matière filamenteuse, et on traite ce liant pour le durcir.
Le dessin illustre, à titre d'exemple, une mise en ceuvre du procédé de fabrication de l'élément creux faisant l'objet de la présente invention, et représente plusieurs formes d'exécution de cet élément.
La fig. 1 est un développement d'une moitié d'un mandrin cylindrique portant le commencement de l'enroulement hélicoïdal entrelacé d'une matière filamenteuse enroulée sur ce mandrin, la figure montrant la disposition et l'entrelacement des enroulements de la matière.
La fig. 2 est une vue en bout d'un mandrin pour le bobinage de l'élément creux cylindrique, entouré de spires superposées, cette figure montre le mode de formation des éléments sur le mandrin.
La fig. 3 est une vue partielle, à grande échelle, d'un point de croisement des spires que montre la fig. 1.
La fig. 4 est une vue en élévation d'une partie d'un tube terminé.
Les fig. 5 et 6 sont des vues partielles, en perspective, de mandrins cylindriques à sections non circulaires, portant les premières spires de la matière enroulée, comme il est représenté à la fig. 1.
La fig. 7 est une vue analogue à celle de la fig. 1, montrant les premières spires d'une variante de mise en oeuvre du procédé, ces spires étant espacées pour former un dessin à claire-voi.
La fig. 8 est une vue analogue à celle de la fig. 1, montrant l'addition d'un doublage local ou surépaisseur pendant la fabrication d'un tuyau.
La fig. 9 est une vue en élévation d'une partie de tuyau terminé formé de la manière indiquée sur la fig. 8.
La fig. 10 est une vue en élévation d'une partie d'un tuyau auquel ont été incorporées plusieurs surépaisseurs.
La fig. 11 est une vue en élévation avec coupes partielles de deux tuyaux montrant l'utilisation de renflements incorporés pour le raccordement des tuyaux.
La fig. 12 est une vue éclatée d'un tuyau et d'un collier de raccordement rapporté, montrant le collier en position pour être engagé sur le tuyau.
La fig. 13 est une vue en élévation avec coupes du tuyau et du collier représentés sur la fig. 12, montrant ces deux éléments après leur assemblage.
La fig. 14 est une vue partielle en coupe à plus grande échelle de la combinaison d'un tuyau et d'un collier de raccordement montrant le mode d'assemblage du collier rapporté et du tuyau représentés sur les fig. 12 et 13.
La fig. 15 est une vue similaire montrant une autre forme de joint.
La fig. 16 est une vue partielle en élévation avec coupes montrant le mode de raccordement des deux tuyaux munis de colliers rapportés représentés sur les fig. 12 à 15.
La fig. 1 illustre le début de la fabrication d'un tuyau. Elle représente une moitié d'un mandrin cylindrique 1 développé à plat, et on supposera que ce mandrin tourne dans le sens sinistrorsum, quand on le regarde du côté droit, c'est-à-dire dans le sens de la flèche sur la fig. 2.
Les extrémités 2 du mandrin sont couplées perpendiculairement à l'axe, mais il est entendu que la forme géométrique de ces extrémités doit être telle qu'elle permette d'enrouler les spires de droite à gauche et de gauche à droite. La boucle d'inversion peut être simplement convexe pour un élément cylindrique, les extrémités étant ultérieurement sectionnées de la manière indiquée sur la fig. 1. Cependant, lorsqu'on désire façonner des éléments creux ayant des formes spéciales, la forme géométrique des extrémités du mandrin doit être adaptée à la forme désirée.
Un faisceau de filaments formant un ruban de largeur désirée est bobiné sur le mandrin au moyen d'un chariot animé d'un mouvement de va-et-vient d'un bout à l'autre du mandrin. Les filaments du ruban peuvent être enduits d'un liant plastique sur le chariot ou à proximité de celui-ci, mais le liant peut être également appliqué au point où les filaments touchent le mandrin. Au début, le mandrin peut être lui-même enduit d'une couche de liant pour assurer un bon départ à l'opération. L'essentiel est cependant de réduire la quantité de liant au minimum convenant à la réunion des filaments entre eux, au remplissage des interstices entre ces filaments, et à la fixation des rubans avec les rubans adjacents.
Pendant le bobinage, l'excès de liant est refoulé vers l'extérieur entre les filaments, ce qui permet de réduire la quantité de liant appliquée au fur et à mesure que le bobinage progresse.
On appellera circuit d'un ruban de filaments le parcours complet comprenant les spires partant de l'extrémité droite du mandrin, la boucle à l'autre extrémité du mandrin, les spires revenant de la gauche depuis cette boucle, et la deuxième boucle à la première extrémité, reliant la fin des spires venant de gauche à la série suivante de spires partant de droite. Le début d'un tel circuit est indiqué par la flèche 3 sur la fig. 1. L'enroulement à droite est indiqué en 4, tandis que l'enroulement inverse à gauche est indiqué en 5. On voit donc que ce circuit commence à l'extrémité de droite sur la fig. 1, passe sur le mandrin en spires ayant l'inclinaison désirée, s'inverse à l'extrémité de gauche, et revient sous forme de la bande 5 qui passe sur les spires 4 aux points 6 et 7.
La fig. 1 montre la disposition de deux circuits.
En d'autres termes, à la fin du premier circuit formé de la manière qui vient d'être décrite, un deuxième circuit commence à l'extrémité de droite du mandrin en un point décalé de 180 degrés par rapport au point de départ du premier circuit. Ainsi, lorsque le ruban de retour 5 venant de gauche termine le premier circuit, il contourne l'extrémité de droite en une boucle qui le ramène à droite sur le mandrin en un point (fig. 1) décalé de 180 degrés par rapport au point de départ du ruban initial 4. L'hélice partant de droite du deuxième circuit apparaît alors au point 1 1 de la fig. 1. En partant de ce point, le brin 12 du ruban croise immédiatement le brin 5 au point 13, contourne le côté opposé du mandrin sous l'angle approprié, et réapparaît en 14 pour croiser de nouveau le brin 5 en 15.
Le pas du ruban est inversé par la boucle de gauche, et ce ruban revient en 17 pour croiser le brin venant de droite 12 au point 18. I1 contourne le côté opposé du mandrin et revient sur la face antérieure en 19 où il croise le brin 4 en 20 pour retourner sur le côté opposé vers l'extrémité de droite où s'achève le deuxième circuit.
Quand les premier et deuxième circuits, qui forment ce qu'on peut considérer comme un dessin de base, sont terminés, une avance suffisante est effectuée par le mécanisme de transmission qui fait tourner le mandrin par rapport au chariot de distribution du ruban de filaments afin de faire tourner le mandrin exactement de Ia largeur de ce ruban. Ce mécanisme de transmission engendre la progression représentée grâce à laquelle les brins du ruban sont enroulés les uns à côté des autres. Ainsi, la direction du brin 17 du ruban est inversée en formant une boucle d'extrémité et il revient de droite à gauche en 22 sur le mandrin pour former le circuit suivant.
Ce brin 22 commence en un point décalé de 360 degrés plus la largeur du ruban par rapport au point de départ du brin 4. I1 s'étend le long du brin 4, croise le brin 17 en 23, est inversé à gauche, et revient pour former le brin allant de gauche à droite 25 qui croise le brin 12 en 26. Le brin 25 passe sur la face arrière du mandrin et revient sur la face antérieure pour croiser le brin 12 en 27. De là, il passe sur l'extrémité droite et revient sur la face antérieure du mandrin au point de départ du circuit suivant, en un point décalé de 180 degrés par rapport au point de départ du troisième circuit.
Le décalage de 180 degrés amène le brin 28 du ruban sur la face antérieure du mandrin en un point situé à côté du brin 12. Le brin 28 croise les deux brins consécutifs 5 et 25, ensuite passe au-dessus du brin 17, passe sur la face arrière du mandrin, et réapparaît en 29 pour croiser de nouveau les brins 5 et 25. Ce brin 28 change ensuite de direction à gauche pour former le brin de pas à gauche 31, qui croise le brin 12 et le brin précédent de pas à droite 28. Le brin 31 passe ensuite sur le côté arrière du mandrin, réapparaît sur la face antérieure pour croiser les brins 4 et 22. I1 croise ensuite les brins 12 et 28 et continue jusqu'à l'extrémité du mandrin.
Le brin 31 passe sur cette extrémité en formant une boucle telle que le brin du cycle suivant parte du point 32 décalé de 180 degrés plus la moitié de la largeur du ruban par rapport au point de départ du brin 28. Le brin 32 se dispose alors le long du brin 22, croise d'abord les brins 17 et 31, ensuite les brins 5 et 25. I1 s'inverse à l'extrémité gauche et revient en formant le brin de pas à gauche 33 qui croise d'abord les brins 12 et 28, ensuite les brins 4, 22 et 32 et, de nouveau, les brins 12 et 28 lors- qu'il arrive à l'extrémité du côté droit. Après un nouveau décalage de 180 degrés, le ruban réapparaît en 34 le long du brin 28, croise les trois brins 5, 25, 33, ensuite les brins 17 et 31, et passe sur le côté arrière du mandrin.
En revenant sur la face antérieure, il croise les brins 5, 25, 33, contourne l'extrémité gauche, et revient sous forme du brin 35 de pas à gauche qui croise tous les brins de pas à droite précédemment enroulés en revenant vers l'extrémité de droite.
Il va de soi que le ruban en question est continu parce qu'il est destiné à couvrir complètement le mandrin. Ainsi, lorsque le brin 35 termine son circuit, le ruban continue d'arriver sur le mandrin pour être appliqué sur celui-ci par un guide approprié porté par le chariot 36, qui peut également appliquer directement le liant plastique sur le mandrin ou sur le ruban lui-même par une tête d'application 37 ou par un autre moyen approprié, au fur et à mesure que le chariot se déplace et distribue le ruban sur le mandrin. Grâce à la disposition des circuits qui vient d'être décrite, et grâce à l'agencement de l'ensemble, on voit que les losanges formés entre les brins du ruban sont réduits et finalement recouverts par la matière fibreuse et le liant jusqu'à ce que le mandrin soit complètement recouvert.
Pendant ce temps, les brins continuent de s'entrecroiser, et se superposent aux points de croisement pour former des dessins à chevrons dus à l'entrelacement t du ruban. Ces dessins à chevrons se suivent tout autour du mandrin.
Etant donné que le brin de retour de pas à gauche du premier circuit croise le brin de pas à droite, et que les brins des cycles suivants se croisent entre eux et passent également sur les brins des cycles précédents, on voit que les points de croisement sont toujours deux fois plus nombreux que les circuits.
On voit également que, pour un niveau quelconque, les différentes couches du ruban participent à tous les points de croisement. Il en résulte ainsi une con tinuité de structure aux différents niveaux, tandis que le dessin à chevrons ou à entrelacement du ruban aux différents niveaux produit une continuité de structure d'un bout à l'autre de l'élément creux. I1 est également évident que la formation d'un élément de cette manière crée une structure comprenant principalement des fibres ou filaments, tandis que la quantité de liant est maintenue au minimum.
Les points d'entrecroisement se disposent en spirale dans la section transversale du tuyau. Cette disposition est représentée schématiquement sur la fig. 2. Les premiers points d'entrecroisement au niveau de la surface périphérique du mandrin, tels que
18, 6 et 7 à la fig. 1, sont indiqués à la position a.
Des entrecroisements similaires se produisent sur une ligne à la partie supérieure du mandrin, c'est-àdire en b, et en un point décalé de 180 degrés par rapport au point a, c'est-à-dire en c. Les points d'entrecroisement tels que 15, 20 et 13 sont indiqués en d. Les différentes spirales s'écartant du mandrin en partant des points a, b, c, d indiquent de quelle manière les superpositions ou entrecroisements se forment autour du mandrin. Bien entendu, les spirales sont plus serrées que sur la fig. 2, qui montre, pour plus de clarté, une disposition avec un écartement exagéré.
Pour augrnenter l'épaisseur de la paroi du tuyau ou d'un autre élément, jusqu'à celle désirée pour obtenir la résistance mécanique nécessaire, on continue le bobinage des filaments, ainsi qu'il est décrit en regard de la fig. 1, directement sur la couche que montre cette fig. 1, et en opérant de la même manière. Plusieurs couches, formées chacune par des brins entrecroisés du ruban à des niveaux différents, peuvent être ainsi superposées jusqu'à ce que l'épaisseur désirée soit atteinte. Pendant cette opération, le liant plastique est refoulé vers l'extérieur au fur et à mesure que les brins du ruban sont superposés, et il est appliqué complémentairement le long du ruban, tout en étant réduit à la quantité strictement minimum, il maintient cependant les différentes couches ensemble.
On peut ainsi former un tuyau ou un autre élément ayant l'épaisseur de paroi désirée, dont le corps est principalement constitué par des filaments résistants de verre, orientés angulairement pour résister à la fois aux contraintes longitudinales et transversales. Peu d'espace est perdu pour le liant, de sorte que l'augmentation d'épaisseur de la paroi est due à la superposition de filaments, qui assurent ainsi directement l'augmentation de la résistance mécanique. Un élément ainsi constitué, même s'il présente une épaisseur modérée, peut recevoir une très forte résistance à l'éclatement.
Ainsi qu'il a été dit précédemment, la matière plastique utilisée comme liant est réduite au minimum, et l'excès en est expulsé au fur et à mesure que la superposition des brins du ruban progresse.
L'excès de liant peut être essuyé à la fin de cette superposition alors qu'il est encore fluide. On peut ensuite soumettre le tuyau ou autre élément à la cuisson par un chauffage approprié si le liant est du type thermodurcissant, ou le laisser refroidir afin qu'il fasse prise si le liant est thermoplastique.
Si on désire utiliser un liant thermodurcissant, on peut choisir une résine époxy quelconque. Lors de leur application, ces résines se présentent sous la forme d'un liquide contenant les agents réactifs à l'état latent. Elles se polymérisent à la température ambiante si on les abandonne pendant une durée suffisante, mais la polymérisation peut être effectuée plus rapidement à des températures plus élevées. Si on utilise des résines thermoplastiques, on les laisse durcir de la manière usuelle. Le choix de la matière plastique à utiliser dépend naturellement de facteurs tels que les caractéristiques désirées, le prix de revient et la facilité de mise en oeuvre. Si on désire colorer les éléments, on peut utiliser des résines non transparentes, chargées par exemple avec des pigments ou des colorants.
On peut également incorporer à la résine des charges de renforcement, par exemple des fibres destinées à être orientées au hasard dans et entre les brins du ruban pour augmenter la résistance mécanique.
Une fois que la résine est cuite, le tuyau ou autre élément peut être facilement retiré du mandrin.
Pour les tuyaux, il suffit ensuite de couper une extrémité ou les deux pour supprimer les boucles de retour formées pendant l'inversion du ruban. Des éléments présentant des extrémités de petit diamètre peuvent être bobinés sur une garniture tubulaire qui sert alors de mandrin. D'autres peuvent être formés en deux pièces qu'on assemble ensuite, tandis que d'autres encore peuvent être bobinés sur des mandrins spécialement agencés à cet effet.
La fig. 3 est une vue partielle à grande échelle montrant le croisement et l'entrelacement du ruban, tels qu'ils se présentent en 6 ou 18 sur la fig. 1. Il ressort de cette figure que l'on ne distingue pas les différents brins du ruban formant les parties 40 et 41, sauf aux points d'entrelacement 42, 43 et 44. En ces points d'entrelacement on voit nettement la formation du dessin à chevrons, tel qu'il a été décrit précédemment.
La fig. 4 montre une partie d'un tuyau terminé 45 confectionné de la manière décrite en regard de la fig. 1. On voit en 46 les dessins en losange résultant de l'inclinaison opposée des brins du ruban fibreux. On voit également le dessin à chevrons 47 formé par le chevauchement des brins du ruban, et qui s'étend entre les sommets opposés 48 et 49 des dessins en losange.
La fig. 5 montre un mandrin cylindrique 50 à section polygonale sur lequel un tube est formé de la même manière que le tuyau circulaire de l'exemple de la fig. 1. Dans ce cas, les brins de ruban inclinés et coudés tels que 51 et 52, comparables aux brins 4 et 12 de la fig. 1, s'étendent en spires de pas à droite le long du mandrin, et reviennent sous forme de brins de retour 53 et 54 vers le point de départ en spires de pas à gauche, comparables aux brins 5 et 17 de la fig. 1. De même, la fig. 6 montre la formation d'un tube de section carrée sur un mandrin cylindrique à section carrée 55. La confection de ce tube commence par les brins 56 et 57 comparables aux brins 4 et 12 de la fig. 1, et par les brins de retour 58 et 59 disposés en spires de pas à gauche comparables aux brins 5 et 7 de la fig. 1.
L'entrelacement des brins du ruban dans les exemples des fig. 5 et 6 a lieu sensiblement de la même manière que dans l'exemple de la fig. 1, de même que la confection complète du tuyau ou tube, quelle que soit la section transversale, aussi longtemps que la forme est convexe d'un bout à l'autre et ne présente pas de parties rentrantes.
La variante que montre la fig. 7 comprend la confection d'un tube à claire-voie en présentant des ouvertures qui peut, par exemple, servir à la fabrication d'un tonneau oscillant pour le lavage, la métallisation ou le traitement chimique d'objets. La fabrication est similaire à celle qui a été décrite en regard de la fig. 1, sauf que les brins du ruban sont séparés les uns des autres par un intervalle désiré d'un circuit au suivant au fur et à mesure que ces brins sont disposés sur le mandrin.
Ainsi, lorsque le ruban enroulé a formé le dessin de base par les brins en spires de pas à droite et à gauche 60 et 61 du premier circuit, et par les brins 62 et 63 du deuxième circuit, le décalage angulaire en fin de course n'est plus simplement de 180 degrés plus la moitié de la largeur du ruban, mais de 180 degrés plus la moitié de la largeur du ruban plus la moitié de la largeur de l'intervalle à prévoir entre les brins. Le circuit suivant, formé par les brins 64 et 65, est donc séparé des brins 60 et 62 par les intervalles désirés indiqués en 66 et 67. Il en est de même pour le circuit suivant du deuxième dessin de base, et cet espacement est ensuite maintenu jusqu'à ce que le recouvrement du mandrin soit complet.
L'entrelacement des brins du ruban est effectué de la même manière que dans l'exemple de la fig. 1, avec la différence importante que des ouvertures en losange, telles que celles indiquées en 68, subsistent aux points de croisement, et se multiplient avec ces points. Lorsque le dessin est achevé sur le pourtour du mandrin, il présente donc d'innombrables ouvertures en losange. Ces ouvertures sont maintenues pendant l'augmentation d'épaisseur par la superposition des brins entrelacés du ruban, parce que les brins successifs sont disposés directement sur les brins déjà enroulés et sont espacés de la même manière. Des rainures appropriées de bobinage et des bandes de losanges prévues sur le mandrin peuvent être utilisées en combinaison avec des mécanismes de synchronisation. On obtient encore un élément perforé solide, léger et résistant à la corrosion.
La fig. 8 montre de quelle manière il est possible de réaliser des modifications locales de l'épaisseur de la paroi du tube, donc des modifications locales de la forme extérieure, ou d'un autre élément creux pendant la confection de cet élément. Cette particularité est représentée du point de vue de l'utili- sation de renflements ou de collets permettant le raccordement de tuyaux consécutifs. Naturellement, cette utilisation particulière n'est indiquée qu'à titre d'exemple, parce que l'application d'une surépaisseur locale telle que le montre la figure, peut servir à ajouter un complément de matière pour la fixation d'accessoires quelconques, par exemple de supports, de brides à boulons, etc., aux éléments creux.
En ce qui concerne les tuyaux et tubes, la surépaisseur permet de percer des trous et de les tarauder pour la mise en place d'éléments de fixation, de prévoir un filetage extérieur pour le vissage de manchons filetés, ou d'effectuer de nombreuses autres opérations.
Le dessin de base des cycles principaux de la fig. 8 étant identique à celui qui a été décrit en regard de la fig. 1, sauf au point où il doit laisser passer le dessin auxiliaire, les chiffres de référence de la fig. 1 serviront à désigner le dessin de base, mais seront complétés par un accent (') pour indiquer la présence d'une similitude et d'une différence. La seule description complémentaire nécessaire est celle de la mise en place du dessin auxiliaire, et du dessin principal aux points d'entrelacement avec ce dessin auxiliaire.
Le ruban auxiliaire de filament 70 distribué sur le mandrin par le chariot 71, qui peut également appliquer le liant sur ce ruban ou sur le mandrin par un dispositif indiqué en 72, est, de préférence, plus étroit que le ruban utilisé pour le dessin principal, afin d'empêcher le collet de se développer trop rapidement. Le ruban 70 du collet est bobiné sur le mandrin par un mécanisme synchronisé indépendamment, et doit former un circuit complet à chaque tour de rotation du mandrin. Un brin du ruban partant du point 73 descend sur la face antérieure du mandrin vers un point 74, remonte ensuite sur la face postérieure du mandrin (fig. 8) pour former une spire hélicoïdale complète, et repart du point 75 à côté du point 73.
La formation du dessin de base sur le mandrin, de la manière représentée dans cet exemple, exige que le mandrin tourne de onze tours avant le commencement d'une répétition de ce dessin. Dans ces conditions, onze circuits du ruban auxiliaire seront disposés entre le passage d'une spire de pas à droite telle que 12', et le passage de la spire suivante telle que 28'. La fig. 8 montre en 76 de quelle manière les spires du ruban auxiliaire passent entre les spires de pas à droite 28' et 34' du ruban principal.
Il n'est pas nécessaire de faire débuter le dessin indépendant du collet en même temps que le dessin principal. Il est au contraire fréquemment souhaitable de faire débuter le dessin du collet après le premier cycle ou l'un des cycles entrelacés suivants du dessin principal sur le mandrin. On peut facilement voir que l'entrelacement des spires du dessin principal avec les spires du collet offre des avantages en ce qui concerne la transmission de forces de l'enroulement principal à l'enroulement du collet, et inversement. On évite ainsi les ruptures résultant des concentrations de forces en certains points localisés.
La fig. 9 montre en 80 une partie d'un tuyau, sur lequel a été formé un collet de la manière qui vient d'être décrite. La formation du corps principal du tuyau par des spires hélicoïdales est indiquée par le dessin à chevrons 81, qui est le même que dans l'exemple de la fig. 4. Le renflement du tuyau à l'endroit du collet est indiqué en 82, tandis que le dessin à chevrons réapparaît en 83, ce qui indique que le dessin principal s'étend par-dessus le collet, et que les spires hélicoïdales supplémentaires du dessin principal sont appliquées sur le collet lorsque la surépaisseur du corps principal est devenue suffisante. Les arêtes relativement vives du collet, qu'on voit sur les fig. 9 et 10, seraient en réalité arrondies.
Des arêtes vives sont représentées sur ces figures pour plus de clarté.
On utilise de préférence le même liant pour le collet et pour le corps principal. La cuisson du tuyau a lieu de la même manière, qu'il y ait ou pas de collet, il faut simplement tenir compte du fait que la cuisson du collet plus épais exige plus de temps que la cuisson de la paroi plus mince du tuyau proprement dit.
La fig. 10 montre un tronçon de tuyau 85 muni de collets 86, 87, 88, 89 et 90 en plusieurs points de sa longueur. Ce tuyau est confectionné de la même manière que les tuyaux représentés sur les fig.
8 et 9, et la fig; 10 n'est destinée qu'à montrer qu'il est possible de former un certain nombre de collets différents le long d'un tronçon de tuyau ou d'un autre élément. Les épaisseurs et longueurs différentes des collets, tels que 86, 87 et 90, indiquent qu'on peut faire varier simultanément la forme des collets prévus sur le tuyau ou autre élément à l'aide du procédé décrit en regard de la fig. 8. La formation de collets 88 et 89 très rapprochés l'un de l'autre montre que l'on peut former une gorge périphérique 91 entre ces collets.
La fig. 11 montre le raccordement bout à bout de deux tuyaux 92 et 93 à l'aide de collets 94 et 95 faisant corps avec ces tuyaux. Les collets 94 et 95 partent exaotement de l'extrémité de chaque tuyau, et présentent un épaulement pour l'accrochage d'un raccord d'accouplement 96. Ce raccord d'accouplement peut être d'un type usuel quelconque, il peut comprendre, par exemple, deux coquilles boutonnées l'une sur l'autre aux extrémités de leurs diamètres.
I1 contient une manchette d'étanchéité appliquée par la pression, telle que 97, ayant par exemple une section transversale en C avec des lèvres rentrantes 98 venant s'appliquer sur des surfaces extérieures unies des tuyaux. Dans l'exemple représenté, cependant, les lèvres 98 s'appliquent sur le pourtour extérieur des collets 94 et 95 faisant corps avec les tuyaux. Les surfaces périphériques 99 et 100 des collets sont, de préférence, meulées et polies pour permettre aux lèvres de bien s'appliquer. Le polissage à la meule peut être effectué après l'achèvement et la cuisson du tuyau, comme si celui-ci était en métal.
Les talons 101 et 102 du raccord d'accouplement 96, qui sont destinés à empêcher la séparation axiale des tuyaux, viennent s'accrocher derrière les épaule ments 103 et 104, et prennent appui sur le pourtour extérieur du corps des tuyaux partant des collets.
Les épaulements 103 et 104 sont façonnés à la meule sous un angle approprié pour coopérer avec les talons 101 et 102 qui doivent maintenir les tu l'application correcte des lèvres 119 de la manchette d'étanchéité de section en C > , de la manière indiquée sur la fig. 16. Ce finissage est effectué à la meule après la cuisson de la matière, avant ou après la fixation du collier sur le tuyau.
Lorsqu'on a fait glisser le collier 112 sur l'extrémité du tuyau 110 de la manière indiquée sur la fig.
13, on chauffe le tuyau de la manière nécessaire pour assurer la prise du liant utilisé, de sorte que le collier est alors solidement fixé sur le tuyau. Le joint qui en résulte est représenté en coupe à grande échelle sur la fig. 14. On voit que la couche intermédiaire de liant 120 remplit tous les creux de la surface intérieure du collier 113 et ceux de la surface extérieure du tuyau 112. Finalement, si les extrémités alignées du tuyau et du collier sont rugueuses, on peut les rectifier par un simple meulage, de la manière indiquée en 121.
Dans un autre agencement que montre la fig. 15, le collier 113 est tel qu'il vient d'être décrit, il est cuit et terminé de façon à présenter les surfaces désirées. Le tuyau 125 a lui-même été cuit avant son assemblage avec le collier d'accouplement. Ainsi, la surface extérieure 126 du tuyau, sur laquelle est engagé le collier d'accouplement, a été meulée. On peut au besoin meuler également la surface intérieure 127 du collier mais, normalement, la surface intérieure d'un élément formé sur un mandrin de la manière précédemment décrite est suffisamment lisse pour qu'il ne soit pas nécessaire de meuler cette surface.
La fixation, sur le tuyau 125, du collier se présentant sous la forme que montre la fig. 15, est effectuée au moyen d'une couche de liant 128 entre la surface intérieure du collier cuit et la surface extérieure meulée du tuyau cuit. L'espace destiné à recevoir cette couche doit être tel qu'il permette un collage efficace, quoique cette couche de liant soit, de préférence, maintenue aussi mince que possible.
L'utilisation d'une e couche mince empêche l'inclusion de bulles d'air. Elle donne par conséquent un joint plus résistant, qui empêche également toute fuite.
De préférence, la matière utilisée pour le collage est la même que celle qui sert de liant pendant la confection du tuyau et du collier.
Une variante de confection des colliers 112 consiste à former un tronçon de tube ayant l'épaisseur de paroi désirée, et à former une surépaisseur sur ce tube à l'endroit où le collier d'accouplement 118 est nécessaire. En fait, on peut confectionner à cet effet et à l'avance un tube d'une certaine longueur avec des surépaisseurs séparées par des intervalles désirés. I1 suffit alors de couper dans ce tube un tronçon ayant la longueur nécessaire et présentant un collet à une extrémité, et de meuler les surfaces extérieures de façon à obtenir la forme géométrique désirée.
Dans tous les cas où le collier d'accouplement est façonné à la meule dans un tuyau à forte épaisseur de paroi, ou est formé à partir d'un tron çon de tube présentant une surépaisseur, la superposition en spirale des rubans de filaments et leur entrelacement assurent la transmission des forces d'une partie à l'autre du collier d'accouplement d'une manière fournissant la résistance mécanique nécessaire, bien que le meulage soit effectué jusqu'à une profondeur suffisante pour former l'épaulement 116.
En ce qui concerne le montage de colliers sur un tuyau correspondant, et en supposant que le tuyau et le collier sont faits avec la même matière, et que ce collier est fixé au tuyau à l'état brut, c'est-à-dire avant la cuisson, le tableau ci-après indique, à titre d'exemples, quelques dimensions relatives qui se sont montrées avantageuses.
Diamètre du tuyau épaisseur de paroi Plus grand diamètre Longueur Hauteur
en mm du tuyau 110 du collier 112 du collier 112 de l'épaulement 116
mm mm mm mm
25,4 1,27 35,28 36,52 2,03
76,2 1,7 89,96 39,06 0,110
152,4 3,35 174,47 72,13 4,57
Ces dimensions relatives s'appliquent à l'accouplement de tuyaux dont l'épaisseur de paroi est calculée sur une contrainte de porosité de 2460 kg/cm2 et pour une pression intérieure de 105 kg/cm2. Pour des tuyaux ayant des épaisseurs de paroi différentes, et soumis à des pressions également différentes, il est évident qu'on peut modifier les dimensions du collier et son mode de fixation sur le tuyau. Les dimensions relatives indiquées dans le tableau peuvent cependant servir de base pour déterminer quelles doivent être les dimensions relatives différentes.
En ce qui concerne l'accouplement de tuyaux bout à bout de la manière représentée sur la fig. 16, il y a peu de choses à ajouter. Les tuyaux 110 portent des colliers tels que 112 montés de l'une des manières précédemment décrites. Le raccord d'accouplement 130, 131 peut être formé par deux coquilles assemblées par des boulons de la manière usuelle dans cette technique, ou il peut également être formé d'une autre manière appropriée. I1 peut être spécialement façonné à cet effet avec la même matière que les tuyaux et colliers, et de la même manière, on obtient alors un raccord résistant complètement à la corrosion. La manchette d'étanchéité 132 de section en C est logée dans le raccord d'accouplement et coopère avec les collets d'accouplement des tuyaux d'une manière connue.
Bien entendu, les extrémités lisses des tuyaux et des colliers d'accouplement sont serrées les unes contre les autres.
Dans la mise en oeuvre du précédé décrite en regard des fig. 1 et 2, on utilise une disposition à deux circuits pour le recouvrement initial du mandrin et pour la formation ultérieure de l'épaisseur du tuyau. I1 est cependant évident qu'on peut également utiliser une disposition à quatre circuits, avec le même ruban s'étendant d'un bout à l'autre. I1 est alors simplement nécessaire de décaler les points de départ sur le mandrin de 90 degrés, et non pas de 180 degrés comme dans la première mise en oeuvre du procédé. Le décalage assuré par le mécanisme ne doit, dans ce cas, se produire qu'à la fin du quatrième cycle, et non pas à la fin du deuxième cycle.
Dans la description qui précède, le verre a été indiqué comme la matière filamenteuse préférée à cause de la résistance mécanique, de la résistance à la corrosion et de la disponibilité économique de cette matière. I1 est cependant évident que le procédé décrit n'est pas limité à l'utilisation de ces. filaments, et qu'on peut éventuellement utiliser des filaments appropriés quelconques. Les fibres de verre forment, pour le moment, la matière préférée pour la confection de l'élément décrit, mais il est bien entendu que l'on pourrait utiliser d'autres filaments suivant la forme particulière des éléments à réaliser.
L'élément décrit pourrait également constituer des récipients de formes diverses pour fluides sous pression ou autres, tels que réservoirs, cuves, etc., ou des revêtements de renforcement ou de protection.