CH400549A - Procédé de fabrication d'un objet en matière plastique comprenant un noyau métallique, et objet fabriqué selon ce procédé - Google Patents

Procédé de fabrication d'un objet en matière plastique comprenant un noyau métallique, et objet fabriqué selon ce procédé

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Description


  
 



   Procédé de fabrication d'un objet en matière plastique comprenant un noyau métallique, et objet fabriqué selon ce procédé
 La présente invention se rapporte à un procédé de fabrication d'un objet de matière plastique comprenant un noyau métallique et à un objet fabriqué selon ce procédé. On connaît déjà des objets comprenant un noyau métallique et un corps de matière plastique enrobant entièrement le noyau et présentant une ouverture intérieure. Certains obturateurs sphériques pour les soupapes sont ainsi constitués d'un noyau métallique enrobé de polytétrafluoroéthylène.



     I1    est devenu tout à fait courant d'utiliser des tuyauteries garnies d'une couche de matière plastique résistant à la corrosion pour le transport des fluides corrosifs. Les vannes que   l'on    place dans ces tuyauteries doivent également être garnies de couches de matière plastique recouvrant toutes les surfaces exposées au fluide corrosif. On a constaté que la fabrication d'un obturateur de vanne constituant un tiroir ou une bille et recouvert d'une surface de matière plastique présente de grandes difficultés. Ces objets peuvent   entre    faits entièrement en matière plastique et, dans ce cas, leur fabrication ne présente pas de difficultés, mais la matière plastique n'est pas suffisamment rigide et résistante pour assurer la fonction dévolue à ces obturateurs.

   Ces derniers doivent donc être renforcés par des noyaux métalliques. Toutefois, dans ce cas, il se produit des fissurations et des ondulations de la matière plastique dues aux différents coefficients de dilatation, de sorte que le métal est exposé par place au fluide corrosif et la vanne devient sans aucune utilité si elle n'est pas parfaitement garnie de matière. plastique
 De plus, il est indispensable que la matière plastique ne présente pas de pores, que sa densité soit uniforme ainsi que sa texture, sinon le fonctionnement de la vanne est défectueux.



   Le but de la présente invention est de fournir un procédé de fabrication d'un tel objet de façon que le noyau soit recouvert de matière plastique en plusieurs étapes de manière à éviter les inconvénients mentionnés plus haut.



   Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, différentes formes d'exécution de l'objet que comprend l'invention et illustre différentes étapes des mises en oeuvre du procédé permettant d'obtenir ces formes d'exécution.



   La fig. - 1 est une vue en coupe longitudinale d'un moule utilisé au cours d'une opération préalable et contenant une matière plastique prête à être compressée.



   La fig. 2 est une vue partielle semblable à la fig. 1 montrant la matière plastique après compression.



   La fig. 3 est une vue en élévation partiellement coupée montrant l'extraction de l'ébauche hors du moule.



   La fig. 4 montre un noyau métallique mis en place sur l'ébauche.



   La fig. 5 est une vue en coupe transversale selon la ligne 5-5 de la fig. 4.



   La fig. 6 montre l'ébauche et le noyau métallique mis en place dans un moule pour l'opération finale, ce moule étant rempli de matière plastique.



   La fig. 7 est une vue en coupe transversale   selon    la ligne 7-7 de la fig. 6.



   La fig. 8 montre les parties représentées à   a    fig. 6 dans leur position en fin de compression.



   La fig. 9 montre la pièce moulée une fois extraite du moule.



   La fig. 10 montre l'objet terminé après son usinàge final.



   La fig.   1 1    est une vue en coupe transversale d'une variante de l'objet de la fig. 10.



   On utilise pour le moulage d'une ébauche un moule formé d'un tube 10 (fig. 1), d'un anneau de  fermeture inférieur   1 1    placé à l'intérieur du tube 10 et d'une tige centrale 12 destinée à former l'âme de l'ébauche et engagée dans l'anneau 11. On remplit ensuite l'espace annulaire avec de la matière plastique en poudre jusqu'à la hauteur prédéterminée, puis on place sur la tige 12 un poussoir annulaire 14 qui est pressé vers le bas, par exemple au moyen du poinçon annulaire d'une presse jusqu'à ce que l'ébauche 13 ait la longueur et la compacité voulues. L'ébauche terminée 15 est visible partiellement en fig. 2.



   On extrait cette ébauche 15 et la tige centrale 12 du tube 10 dont les anneaux   1 1    et 14 sont également enlevés (fig. 3). Un noyau métallique 20 comprenant une portion annulaire est engagée sur l'ébauche 15, la portion annulaire 20a de ce noyau étant ajustée de façon à se maintenir engagée sur l'ébauche 15 au centre de cette dernière. Le noyau 20 comprend un prolongement latéral 20c destiné à former la tige de commande d'un obturateur de vanne. Ce prolongement 20c présente une ouverture taraudée dans laquelle est vissée une tige de guidage 21.



   Après que le noyau 20 a été engagé sur l'ébauche 15 la surface extérieure de cette dernière est traitée de façon à être rendue rugueuse et à se lier à la matière plastique qui sera placée autour de cette ébauche au cours de la seconde opération.



   L'ébauche 15 avec sa tige centrale 12 et le noyau 20 est alors placée dans un tube de moulage final 25 présentant une gorge 25a dans laquelle est engagée la tige 21. Le moule comprend en outre un fond 26 engagé dans le tube 25 et présentant une nervure radiale 26a qui remplit la gorge 25a et une ouverture centrale 26b que traverse la tige 12. Le moule 25-26 présente une cavité interne 26c de forme hémisphérique et une gorge latérale 26d qui entoure la portion saillante 20c. La cavité hémisphérique s'élargit à son bord supérieur en 26e afin de diminuer le risque de formation de zones de surpression durant l'opération de pressage.



   On remplit ensuite la cavité du moule d'une matière plastique pulvérulente 27 et on tasse cette matière plastique sous le noyau 20 jusqu'à ce qu'elle remplisse complètement la cavité hémisphérique du moule, puis on continue à ajouter la matière plastique jusqu'à ce que le moule soit rempli jusqu'au niveau supérieur de l'ébauche 15, cette matière étant tassée au fur et à mesure de son introduction.



   Ensuite, on place une seconde partie 26 analogue à la première sur la tige 12 et à l'intérieur du tube 25 au-dessus de la matière plastique et   l'on    presse les deux parties du moule l'une contre l'autre comme on le voit à la fig. 8 de façon à produire le corps moulé 30 représenté aux fig. 8 et 9.



   La pression de moulage au cours de cette opération finale peut atteindre environ 280 atm.



   Ensuite, on chauffe l'objet démoulé en laissant la tige intérieure 12 en place et en enlevant toutes les autres parties du moule, de façon à faire fondre la matière plastique. Dans le cas de polytétrafluoroéthylène, cette opération peut être effectuée en plaçant l'objet dans un four de frittage et en le chauffant, en deux heures environ, à une température d'environ 3800 et en le maintenant à cette température pendant six heures. Ensuite, on abaisse la température d'environ 280 par heure, jusqu'à la température ambiante.



   On enlève alors les tiges 21 et 22, et on termine l'usinage de l'objet de façon à former une bille 31 telle que représentée à la fig. 10.



   Le polytétrafluoroéthylène est un produit fluorocarboné, connu généralement sous le nom de   Téflon   (marque déposée) et appelé abréviativement     PTFE .    Les matières de cette classe sont absolument inertes en présence de la plupart des fluides corrosifs et présentent de bonnes propriétés de moulage et d'usinage.



   Dans l'exemple ci-dessus, on peut utiliser une ébauche ayant une densité relativement faible, qui peut être fabriquée à basse pression, par exemple de 0,35 à 21 atm. On peut aussi utiliser un tube de matière plastique plus court ayant déjà subi une opération de frittage au préalable et usiné pour recevoir la tige centrale 12 et l'alésage interne du noyau. Dans ce cas, on pourrait commencer par remplir le moule final de matière plastique en poudre, puis enfoncer l'ébauche portant son noyau et engagée sur la tige centrale dans la matière pulvérulente et terminer ensuite le remplissage du moule avant de mettre en place sa partie supérieure. Ce tube fritté au préalable, bien qu'il soit plus court et plus dense que l'ébauche comprimée, peut tout de même être désigné comme une ébauche. Une telle ébauche frittée au préalable est constituée de Téflon récupéré.



   On peut utiliser différents types de   PTEE;    les catalogues et les livres d'instructions de Du Pont fournissent les renseignements nécessaires à ce sujet.



  L'objet fabriqué selon le procédé décrit peut être fritté à l'état libre ou sous pression dans un moule.



  Les températures de frittage peuvent varier de 335 à 4000 C. Le refroidissement peut se faire à un taux de 0,50 par heure jusqu'à   550    C par heure. Les pressions de moulage final peuvent varier de 70 à 350 atmosphères. Enfin, au lieu de matière plastique en forme de poudre, on pourrait aussi utiliser du granulé ou de la matière en petites particules.



   Comme l'anneau métallique du noyau est relativement mince par rapport à l'épaisseur de la matière plastique, et comme la compression se fait axialement et non pas normalement à la surface du noyau de renforcement, la densité de la matière plastique est sensiblement uniforme dans l'objet terminé.



   La fig.   1 1    représente un obturateur de vanne 30' contenant un anneau de renforcement   20' pourvu    d'une fente 31' parallèle à l'axe de l'anneau et située le long d'une de ses génératrices, étant opposée au prolongement latéral 20c'.



   A titre d'exemple, la hauteur initiale de l'ébauche atteint dans une forme d'exécution particulière 270 millimètres. L'ébauche comprimée a, dans ce cas, une longueur de 127 à 134 mm, une densité d'environ   1,055    g/cm3 et un poids de 185 g. Le poids total du  
Téflon dans l'obturateur terminé atteint 830 g, et cette matière présente à l'état comprimé une densité de 2   à 2, 4.   



   Ainsi, le procédé décrit permet de fabriquer facilement un objet de matière plastique contenant un noyau métallique de renforcement et en particulier un obturateur de vanne constitué d'un fluorocarbone moulé, cet objet présentant des qualités de résistance supérieure à celles des objets connus antérieurement.



   REVENDICATIONS
 I. Procédé de fabrication d'un objet en matière plastique comprenant un noyau métallique, caractérisé en ce qu'on forme une ébauche, en ce qu'on fixe un noyau à l'ébauche, en ce qu'on place l'ébauche et le noyau dans un moule qu'on remplit d'une matière plastique qui les enrobe et en ce qu'on moule cet ensemble composite à la forme finale de l'objet.



     II.    Objet fabriqué selon le procédé de la revendication I, caractérisé en ce qu'il comprend un   noyau    métallique présentant une portion annulaire et une saillie latérale, la portion annulaire ayant la forme d'une bande, et en ce que ledit noyau est contenu à l'intérieur d'un enrobage de forme sphérique, comprimé, formé d'une matière plastique fluorocarbonée et frittée recouvrant le noyau extérieurement et intérieurement ainsi que sa saillie latérale, et présentant en outre une ouverture la traversant de part en part et passant à travers la partie annulaire du noyau.

Claims (1)

  1. SOUS-REVENDICATIONS 1. Procédé selon la revendication I, caractérisé en ce que l'ébauche, de forme annulaire, est obtenue par moulage sur une âme métallique engagée en son intérieur.
    2. Procédé selon la revendication I, caractérisé en ce qu'on forme l'ébauche au moyen d'une matière plastique en poudre sur une âme centrale métallique, et en ce qu'on place le noyau sur l'ébauche, au milieu de sa longueur, et en ce qu'on place l'ébauche dans ledit moule avec son âme centrale et son noyau, le remplissage du moule s'effectuant autour de l'ébauche ainsi placée à l'intérieur, avec une matière plastique pulvérulente.
    3. Procédé selon la revendication I, pour la fabrication d'un obturateur de vanne en polytétrafluoréthylène, caractérisé en ce qu'on comprime ce polytétrafluoréthylène pulvérulent dans un moule d'ébauche sur une tige métallique dont le diamètre est égal à celui de l'ouverture de l'obturateur, en ce qu'on place un noyau en forme d'anneau sur l'ébauche ainsi formée et en ce que l'ensemble est moulé sous haute pression, et ensuite fritté sur ladite tige centrale après extraction du moule, puis usiné à sa forme finale après extraction de la tige centrale.
    4. Objet selon la revendication II, caractérisé en ce qu'une ébauche tubulaire faite de la même matière plastique que l'enrobage extérieur est située à l'intérieur de la portion annulaire du noyau.
    5. Objet selon la revendication II, caractérisé en ce que ladite bande formant la portion annulaire du noyau présente une fente parallèle à l'axe de l'anneau et ouvrant ce dernier.
    6. Objet selon la sous-revendication 5, caractérisé en ce que ladite fente est située à l'opposé de la portion saillante latérale.
    7. Objet selon la revendication II, caractérisé en ce que ladite bande est rigide et fermée sur elle-même.
CH951563A 1962-08-22 1963-07-31 Procédé de fabrication d'un objet en matière plastique comprenant un noyau métallique, et objet fabriqué selon ce procédé CH400549A (fr)

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