Procédé et dispositif pour évaser simultanément les deux extrémités d'un tronçon de tube La présente invention concerne un procédé pour évaser simultanément les deux extrémités d'un .tronçon de tube de matière plastique à paroi mince ainsi qu'un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé.
Dans de nombreuses applications des tronçons de tubes en matière plastique nécessitant l'assemblage de ces tronçons entre eux ou avec d'autres éléments et, no tamment, pour produire un emballage cylindrique cons titué d'un tronçon de tube de matière plastique obturé par deux couvercles, par exemple, en métal, il faut au préalable évaser les deux extrémités des tronçons de tube. Dans le cas particulier des emballages cylindriques, cité en exemple, cet évasement a pour effet de faciliter le sertissage double des couvercles à l'aide des machines usuelles utilisées pour la fabrication de boîtes cylin driques métalliques.
Le procédé convient également pour l'assemblage par brides de tuyaux minces et longs pour la réalisation de gaines de ventilation ou d'écoulement de fluides sous faible pression.
Généralement, l'évasement des extrémités des tron çons de tube métallique est réalisé à froid par enfonce ment brutal de deux mandrins de forme adéquate dans les extrémités des tronçons de tube métallique. C'est ainsi que l'on procède notamment au cours de la fabrication de boîtes cylindriques pour réaliser l'évasement néces saire au sertissage des couvercles. Cette technique ne peut toutefois convenir pour évaser les extrémités de tronçons de tube en matière plastique à paroi mince car ceux-ci ne présentent pas une résistance à .la com pression suffisante et sont :détériorés par flambage.
Diverses autres techniques ont été essayées pour obtenir le résultat désiré mais aucune de celles-ci ne donne entière satisfaction.
Ainsi, par exemple, on peut chauffer les parties à évaser sur des mandrins chauds de manière à les ramol- lir puis placer .les tronçons de .tubes entre des man drins froids pour leur conférer par refroidissement la forme désirée. Cette technique exige deux opérations successives et un transfert tes tronçons de tube. Elle ne permet en outre que très difficilement l'obtention d'un évasement régulier.
Suivant une autre technique, on peut entourer le tronçon de tube d'un mandrin cylindrique froid qui évite le flambage et réaliser les évasements au moyen de man drins chauds ou froids. Il .est cependant difficile d'auto matiser cette opération car il faut insérer<B>l</B>e :tronçon de tube dans le mandrin cylindrique ou prévoir un man drin cylindrique en deux parties séparables. De plus, l'appareillage nécessaire pour effectuer industriellement cette opération est complexe et coûteux.
Le but de la présente invention est de réaliser les évasements désirés de façon très régulière tout en évi tant le flambage qui s'amorce toujours au voisinage des mandrins.
Ce flambage :peut être très simplement supprimé ou considérablement retardé grâce à l'utilisation de mandrins qui ne soutiennent intérieurement le tronçon de tube qu'au voisinage immédiat des parties à évaser. L'o:péra- tion d'évasement peut alors être réalisée même au moyen de mandrins dont la température peut être notablement inférieure à la température de ramollissement de la ma tière plastique et ce, en l'absence de tout soutien exté rieur pour le tronçon de tube.
Le procédé pour évaser simultanément les deux ex trémités d'un tronçon de tube de matière plastique à paroi mince en évitant tout flambage est caractérisé en ce que ledit évasement est réalisé par enfoncement simultané de deux mandrins dans les extrémités dudit tronçon de tube, lesdits mandrins étant maintenus à une température inférieure à la température de ramollisse- ment de :
ladite matière plastique en étant conçus de façon à soutenir la portion de paroi du tronçon tubu laire au voisinage des parties à évaser.
On a constaté que l'on peut améliorer la résistance au flambage dudit tronçon tubulaire durant l'opération d'évasement lorsque ce dernier est soutenu par une mise sous pression du volume interne compris entre les deux mandrins et le tronçon de tube lui-même.
Le dispositif pour la mise en ouvre de ce procédé, comprenant deux mandrins mobiles disposés face à face à une distance supérieure à la longueur du tronçon de tube à évaser, des moyens étant prévus pour rapprocher simultanément lesdits mandrins de façon suffisante pour provoquer l'évasement dudit tronçon de tube, est carac térisé en ce que les mandrins comportent chacun une zone conique d'entrée pour le centrage du tronçon de tube, une portée cylindrique ou légèrement conique des tinée à soutenir le tronçon de tube,
une zone conique de reprise des dilatations, une rainure de bordage for mant un angle de 45 à 1350 avec les génératrices du tronçon de .tube à évaser et un arrêtoir.
Les fig. 1 et 2 du dessin représentant à titre d'exemple, deux modes d'exécution d'un des deux man drins du dispositif pour la mise en ouvre du procédé, objet de l'invention.
Ainsi qu'il apparaît à la fig. 1 le mandrin 1 est constitué par une zone conique d'entrée 2, par une por tion cylindrique 3, par une zone conique de reprise des dilatations 4, par une rainure de bordage 5 et par un arrêtoir 6.
Il n'est point nécessaire de décrire longue ment la zone conique d'entrée du mandrin. I@l suffit seulement que celle-ci ait une conicité suffisante pour permettre un centrage aisé du tronçon de tube 7 lors du rapprochement des outils d'évasement.
La portée de soutien 3 est de préférence cylindrique et a une longueur comprise entre 1 et 10 mm. Celle-ci peut toutefois être légèrement conique. Son diamètre minimum est tel que l'on obtienne un léger serrage con tre la paroi du tronçon de tube.
L'objet de cette portée est très important dans le cadre du procédé faisant l'objet de l'invention puisqu'elle a pour but de soutenir, durant l'opération d'évasement, la portion de paroi dans laquelle est susceptible de s'amorcer le flambage du tron çon de tube.
Comme son nom l'indique la zone conique de reprise de dilatation 4 a pour but de compenser et de reprendre l'augmentation du diamètre du tronçon tubulaire dû au chauffage exercé par le mandrin. Il convient ici de noter que ce chauffage ne doit pas être excessif et qu'en tout cas la température de la matière plastique consti tuant le tronçon de tube doit rester en dessous de son point de ramollissement.
Ainsi, lors de l'évasement de tronçons de tube en polychlorure de vinyle ayant une épaisseur de paroi comprise entre 0,2 et 1 mm, la demanderesse préfère utiliser des mandrins maintenus à une température de l'ordre de 600C. La conicité du cône de reprise ide dilatation 4 ne doit dès lors pas être très accusée et ne pas dépasser, en tout cas, 200. La longueur de ce cône est comprise entre 1 et 10 mm.
L'évasement des extrémités du tronçon de tube 7 (est réalisé par la rencontre de ses extrémités avec la rainure de bordage 5 de chaque mandrin. Cette rainure forme un angle de 45 à 1350 avec les génératrices du tronçon de tube à évaser.
Le choix de l'angle optimum dépend de la .nature de la matière plastique constituant le tronçon de tube, de la température opératoire et de l'angle d'évasement à réaliser. Le raccord entre la rainure de bordage et le cône de reprise de dilatation est constitué par un léger arrondi.
Afin d'égaliser les glissements des deux extrémités du tronçon de tube à évaser chaque mandrin possède en outre un arrêtoir 6 de forme annulaire.
La course des mandrins, qui peut être commandée par tout moyen connu, est réglée de façon que le rap prochement des mandrins soit stoppé lorsque les deux extrémités du tronçon de tube à évaser entrent en con tact avec les arrêtoirs des mandrins.
En outre on peut prévoir sur les mandrins un canal, non représenté, débouchant sur la partie plane du tronc de cône d'entrée de façon à permettre la mise sous pres sion interne du tronçon de tube lors de l'opération d'éva sement.
De même on peut prévoir un ou plusieurs éjecteurs, non représenté, affleurant dans la rainure ide bordage de chaque mandrin de façon à permettre un dégagement automatique des tronçons de tube après l'opération d'évasement lors du retour des mandrins vers leur posi tion de repos.
Suivant une variante conforme à l'invention, on peut utiliser des mandrins dont la portée de soutien, la zone conique d'entrée et la zone conique de reprise de dila tation sont chauffées et dont les autres parties sont refroi dies. Dans un tel mandrin, qui est représenté à la fig. 2 du dessin annexé, la zone conique d'entrée 2, la portée de soutien 3 et la zone conique de reprise de dilatation 4 sont séparées des autres éléments du mandrin par une couche d'un isolant thermique 8.
Les pièces 2, 3 et 4 sont portées et maintenues à la température de travail par un moyen de chauffage quelconque tel que par exem ple par une résistance électrique 9 dont l'alimentation en courant 10 traverse la couche d'isolant 8. Par contre les autres parties du mandrin sont refroidies, par exem ple, par circulation d'un fluide réfrigérant dans une chambre 11.
Toutes les parties constitutives des mandrins sont polies afin de présenter la résistance la plus faible pos sible au glissement de la matière plastique.
Method and device for simultaneously flaring the two ends of a tube section The present invention relates to a method for simultaneously flaring the two ends of a section of thin-walled plastic tube as well as a device for the implementation. of this process.
In many applications, sections of plastic tubes requiring the assembly of these sections with each other or with other elements and, in particular, to produce a cylindrical package consisting of a section of plastic tube sealed by two covers, for example, made of metal, the two ends of the tube sections must first be flared. In the particular case of cylindrical packaging, cited as an example, this flaring has the effect of facilitating the double crimping of the lids using the usual machines used for the manufacture of metallic cylindrical boxes.
The method is also suitable for the assembly by flanges of thin and long pipes for the realization of ventilation ducts or fluid flow under low pressure.
Generally, the flaring of the ends of the sections of metal tube is carried out cold by abruptly pushing two mandrels of suitable shape into the ends of the sections of metal tube. This is how one proceeds in particular during the manufacture of cylindrical boxes to achieve the flaring necessary for the crimping of the lids. However, this technique is not suitable for flaring the ends of thin-walled plastic tube sections because they do not have sufficient resistance to com pressure and are: damaged by buckling.
Various other techniques have been tried to achieve the desired result, but none of these give complete satisfaction.
Thus, for example, the parts to be flared can be heated on hot mandrels so as to soften them and then the tube sections can be placed between cold tubes to give them by cooling the desired shape. This technique requires two successive operations and a transfer of the pipe sections. It also makes it very difficult to obtain regular flaring.
According to another technique, it is possible to surround the tube section with a cold cylindrical mandrel which prevents buckling and to carry out the flares by means of hot or cold sleeves. However, it is difficult to automate this operation because it is necessary to insert <B> l </B> e: tube section in the cylindrical mandrel or to provide a cylindrical sleeve in two separable parts. In addition, the equipment necessary to carry out this operation industrially is complex and expensive.
The object of the present invention is to achieve the desired flares in a very regular manner while avoiding the buckling which always begins in the vicinity of the mandrels.
This buckling: can be very simply eliminated or considerably delayed thanks to the use of mandrels which only support the tube section internally in the immediate vicinity of the parts to be flared. The flaring operation can then be carried out even by means of mandrels the temperature of which can be notably lower than the softening temperature of the plastic material and this, in the absence of any external support for the plastic material. tube section.
The method for simultaneously flaring the two ends of a section of thin-walled plastic tube while avoiding any buckling is characterized in that said flaring is achieved by simultaneously driving two mandrels into the ends of said tube section, said mandrels being maintained at a temperature below the softening temperature of:
said plastic material being designed so as to support the wall portion of the tubular section in the vicinity of the parts to be flared.
It has been found that it is possible to improve the resistance to buckling of said tubular section during the flaring operation when the latter is supported by pressurizing the internal volume between the two mandrels and the section of tube itself.
The device for implementing this method, comprising two movable mandrels arranged face to face at a distance greater than the length of the section of tube to be flared, means being provided for simultaneously bringing said mandrels together sufficiently to cause flaring of said tube section, is charac terized in that the mandrels each comprise a conical entry zone for centering the tube section, a cylindrical or slightly conical bearing surface for supporting the tube section,
a conical zone for resumption of expansions, a flanging groove forming an angle of 45 to 1350 with the generatrices of the section of tube to be flared and a stopper.
Figs. 1 and 2 of the drawing showing, by way of example, two embodiments of one of the two man drins of the device for implementing the method, object of the invention.
As can be seen from FIG. 1 the mandrel 1 is formed by a conical inlet zone 2, by a cylindrical portion 3, by a conical zone for taking up expansion 4, by a flanging groove 5 and by a stopper 6.
It is not necessary to describe at length the conical entry zone of the mandrel. I @ l is sufficient only that it has a sufficient taper to allow easy centering of the tube section 7 during the approach of the flaring tools.
The support surface 3 is preferably cylindrical and has a length of between 1 and 10 mm. This can however be slightly conical. Its minimum diameter is such that a slight tightening is obtained against the wall of the tube section.
The object of this scope is very important in the context of the method forming the subject of the invention since its aim is to support, during the flaring operation, the portion of the wall in which is likely to s' initiate buckling of the pipe section.
As its name indicates, the purpose of the conical expansion resumption zone 4 is to compensate and take up the increase in the diameter of the tubular section due to the heating exerted by the mandrel. It should be noted here that this heating must not be excessive and that in any case the temperature of the plastic material constituting the section of tube must remain below its softening point.
Thus, when flaring sections of polyvinyl chloride tube having a wall thickness of between 0.2 and 1 mm, the Applicant prefers to use mandrels maintained at a temperature of the order of 600C. The conicity of the recovery ide expansion cone 4 must therefore not be very marked and in any case not exceed 200. The length of this cone is between 1 and 10 mm.
The flaring of the ends of the tube section 7 (is produced by the meeting of its ends with the flange groove 5 of each mandrel. This groove forms an angle of 45 to 1350 with the generatrices of the tube section to be flared.
The choice of the optimum angle depends on the nature of the plastic material constituting the tube section, the operating temperature and the flaring angle to be achieved. The connection between the flange groove and the expansion cone is formed by a slight rounding.
In order to equalize the sliding of the two ends of the section of tube to be flared, each mandrel also has a stopper 6 of annular shape.
The stroke of the mandrels, which can be controlled by any known means, is adjusted so that the approach of the mandrels is stopped when the two ends of the section of tube to be flared come into contact with the retainers of the mandrels.
In addition, a channel (not shown) can be provided on the mandrels, opening onto the flat part of the inlet truncated cone so as to allow the internal pressure of the tube section during the venting operation.
Likewise, one or more ejectors, not shown, flush with the flanging groove of each mandrel can be provided so as to allow automatic disengagement of the tube sections after the flaring operation when the mandrels return to their position. rest.
According to a variant in accordance with the invention, it is possible to use mandrels of which the support surface, the conical inlet zone and the conical expansion resumption zone are heated and the other parts of which are cooled. In such a mandrel, which is shown in FIG. 2 of the accompanying drawing, the conical inlet zone 2, the support surface 3 and the conical expansion resumption zone 4 are separated from the other elements of the mandrel by a layer of thermal insulation 8.
The parts 2, 3 and 4 are brought and maintained at the working temperature by any heating means such as for example by an electric resistance 9 whose current supply 10 passes through the insulating layer 8. On the other hand, other parts of the mandrel are cooled, for example, by circulating a refrigerant fluid in a chamber 11.
All the constituent parts of the mandrels are polished in order to present the lowest possible resistance to the sliding of the plastic material.