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REVENDICATIONS
1. Dispositif de préformage en hélice d'un tuyau en matière plastique, caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens de chauffage du tuyau (5) qui arrive d'un dispositif d'alimentation, des moyens de mise en forme du tuyau ramolli, comprenant au moins une chambre annulaire (6), munie d'un canal (6a) formant au moins une spire et dont la section correspond grossièrement à la section extérieure du tuyau (5) pour guider et former le tuyau ramolli, dans laquelle il est forcé de s'enrouler en spirale, la chambre (6) comprenant des moyens de chauffage pour maintenir le tuyau ramolli, cette chambre étant suivie coaxialement d'un mandrin enrouleur lisse (1), entouré par au moins trois rouleaux applicateurs et entraîneurs (3a, 3b, 3c) munis d'une rainure hélicoïdale (4a, b, c) dont le profil correspond à la section extérieure du tuyau, les rouleaux (3a, 3b,
3c) qui sont entraînés en synchronisme et dans le même sens servant à guider sur le mandrin enrouleur (1) le tuyau préformé sortant de la chambre annulaire (6).
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il est prévu une seconde chambre annulaire qui comprend également un canal formant au moins une spire dont l'entrée est connectée à la sortie de la première chambre et dont la section encadre ou s'adapte à la section définitive du tuyau.
3. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la chambre annulaire (6a) est formée de deux parties (7, 8) qui s'emboîtent l'une dans l'autre, une de ces parties (7) ayant une projection circulaire (7a) qui forme la paroi intérieure du canal (6a) tandis que l'autre partie (8) est munie d'une paroi périphérique (8a) qui forme la paroi extérieure dudit cahal (6a) et dans laquelle est ménagée une ouverture d'entrée (11) du tuyau.
4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé par le fait que les deux parties latérales de la chambre annulaire (6) sont munies d'orifices (9) pour le passage de l'air chaud et que la paroi latérale dirigée vers le mandrin (1) est munie d'une ouverture de sortie du tuyau arquée (10).
5. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le mandrin enrouleur est fixe.
6. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le mandrin enrouleur tourne dans le sens inverse des trois rouleaux applicateurs.
7. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le mandrin est cylindrique.
8. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le mandrin est conique.
9. Dispositif selon l'une des revendications 1, 2 et 5 à 8, appliqué au préformage d'un tuyau double, caractérisé par le fait que la rainure hélicoïdale (4a, 4b, 4c) des rouleaux (3a, 3b, 3c) a une profondeur correspondant au moins approximativement au grand côté du tuyau, tandis que sa largeur est au moins approximativement égale à son petit côté de manière que le tuyau double, une fois préformé, s'appuie sur son chant.
10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé par le fait que les moyens de chauffage du tuyau sont constitués par une station de soudage (12) des deux tuyaux simples comprenant des moyens de guidage (13, 14) des tuyaux, prévus pour les faire converger, et, dans le triangle de contact, une lame chauffante (15) déplaçable perpendiculairement au plan de transport telle que les chants de la lame chauffante s'appliquent dans la position de travail, tangentiellement contre chacun des deux tuyaux, et que la sortie de la station de soudage débouche tangentiellement dans l'ouverture d'entrée (11) de la chambre annulaire (6).
11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé par le fait que les chants de la lame chauffante (15) sont profilés pour obtenir une ou plusieurs lignes de soudure.
12. Dispositif selon l'une des revendications 1, 2 et 5 à 8, caractérisé par le fait que le mandrin enrouleur (1) et les rouleaux applicateurs et entraîneurs (3a, 3b, 3c) possèdent une zone chaude qui contribue au ramollissement du tuyau, et une zone froide qui permet de solidifier le tuyau dans sa forme définitive.
La présente invention se rapporte à un dispositif de préformage en hélice d'un tuyau en matière plastique, et en particulier à un dispositif de préformage d'un tuyau double selon le procédé décrit dans le brevet suisse No 597997.
Selon ce brevet suisse No 597997, le préformage est obtenu au moyen d'une vis hélicoïdale dans la rainure de laquelle on place manuellement le tuyau double, cette rainure ayant une profondeur correspondant à la section du tuyau, et qu'on soumet ensuite la vis et le tuyau à un traitement thermique.
L'inconvénient de ce dispositif est, d'une part, qu'il est entière ment manuel et, d'autre part, qu'il ne permet pas un préformage continu du tuyau, la longueur du tuyau préformé étant bien entendu fonction de la longueur de la vis utilisée; cette longueur est donc limitée du fait qu'on est gêné par l'encombrement de la vis.
La présente invention se propose de réaliser un dispositif qui permet une entière automatisation des phases du procédé et donc une production en continu, ce qui permet de réduire les manipulations et donc d'augmenter le rendement.
Ce but est résolu conformément aux caractéristiques données dans la revendication 1.
Le principal avantage de ce dispositif estten particulier qu'il permet une entière automatisation de la production. De plus, ce dispositif peut être monté directement à la sortie d'une station de soudage de deux tuyaux simples pour former un tuyau double, dans laquelle une lame chauffante permet un soudage en continu des tuyaux, cette station de soudage constituant ainsi le dispositif de chauffage du tuyau.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution du dispositif selon l'invention:
la fig. 1 est une vue schématique en perspective du dispositif,
la fig. 2 est une vue partielle en coupe longitudinale de la fig. 1,
la fig. 3 est une vue schématique de profil du dispositif combiné à une station de soudage,
la fig. 4 est une vue en perspective de la chambre annulaire ouverte.
Le dispositif comprend un mandrin enrouleur 1 formé par un cylindre à surface lisse, monté sur un arbre 2, ce mandrin enrouleur 1 étant entouré par trois rouleaux applicateurs et entraîneurs 3a, 3b, 3c disposés de façon équidistante et tangentiellement à lui. Les rouleaux applicateurs 3a, 3b, 3c sont soumis chacun d'une rainure hélicoïdale 4a, 4b, 4c dont le profil correspond à la section extérieure du tuyau à préformer.
Le tuyau en matière plastique 5 à préformer arrive d'un dispositif d'alimentation, non représenté, et est soumis tout d'abord à des moyens de chauffage, non représentés, destinés à le ramollir pour rendre possible sa mise en forme. Le tuyau est ensuite soumis à des moyens de mise en forme constitués par une chambre annulaire 6, définissant un canal 6a formant au moins une spire et dans lequel le tuyau 5 est forcé de s'enrouler. Ainsi que cela est illustré en fig. 4, cette chambre 6 est constituée de deux parties 7, 8 qui s'emboîtent l'une dans l'autre, la partie 7 ayant une projection circulaire centrale 7a qui définit la paroi intérieure du canal 6a, tandis que l'autre partie 8 est munie d'une paroi périphérique 8a qui définit la paroi extérieure dudit canal 6a; une fenêtre 11 ménagée sur la paroi périphérique de la chambre permet l'introduction du tuyau dans le canal 6a.
La section du canal 6a correspond grossièrement à la section extérieure du tuyau 5. Les parois latérales de ces deux parties 7, 8 sont munies d'orifices 9, débouchant dans le canal 6a et qui permettent le passage de l'air chaud, tandis que la paroi dirigée vers le mandrin est munie d'une ouverture arquée 10 à travers la
quelle passe l'extrémité du tuyau qui est ensuite guidée sur le mandrin 1.
En variante, on pourrait prévoir une seconde chambre annulaire définissant également un canal formant au moins une spire; l'entrée de cette deuxième chambre serait connectée à la sortie de la première chambre, et sa section encadrerait exactement la section définitive du tuyau.
Les trois rouleaux applicateurs 3a, 3b, 3c sont entraînés en synchronisme, à la même vitesse et dans le même sens, par des moyens d'entraînement non représentés. Dans la forme d'exécution décrite, le mandrin lisse I est lui-même entraîné en rotation dans le sens inverse des trois rouleaux applicateurs. Le tuyau 5 qui sort du canal 6a par l'orifice arqué 10 s'enroule sur le mandrin lisse 1 et est entraîné et guidé par les rainures hélicoïdales 4a, 4b, 4c des trois rouleaux applicateurs 3a, 3b, 3c. Le tuyau 5 se trouve ainsi enroulé en hélice sur le mandrin lisse 1 et ses spires glissent sur la surface de celui-ci. Au fur et à mesure que le tuyau enroulé s'éloigne de la chambre annulaire 6, il se refroidit progressivement et, par conséquent, durcit dans la forme d'hélice qui lui a été donnée.
En variante, le mandrin lisse 1 pourrait rester fixe et le tuyau 5 ne serait entraîné que par l'action des trois rouleaux applicateurs 3a, 3b, 3c.
Selon une autre variante d'exécution, le mandrin lisse 1 pourrait avoir, au moins à son extrémité libre, une surface conique qui faciliterait le glissement du tuyau 5 le long de sa paroi extérieure.
Selon une autre forme préférée de l'invention, le mandrin enrouleur 1 et les rouleaux applicateurs et entraîneurs 3a, 3b, 3c pos sédent une zone chaude qui contribue au ramollissement du tuyau, suivie par une zone froide qui aide la solidification du tuyau dans sa forme définitive.
En effet, afin d'obtenir la forme voulue, il convient de maintenir le tuyau ramolli sur le mandrin, respectivement les rouleaux applicateurs, sur une longueur d'un ou plusieurs centimètres et de le refroidir ensuite.
Ce chauffage complémentaire et ce refroidissement peuvent être obtenus de différentes manières, de l'intérieur et/ou de l'extérieur.
On peut prévoir par exemple des jets d'air chaud et des jets d'air froid appliqués extérieurement sur le mandrin, respectivement les rouleaux. Une autre possibilité serait de prévoir des éléments de chauffage incorporés dans un mandrin et les rouleaux, respectivement des éléments ou cellules Peltier pour refroidir, ou des canaux internes avec une circulation d'eau chaude ou d'eau froide. Un autre moyen pour obtenir ce résultat serait de monter le mandrin et les rouleaux verticalement, la partie supérieure du mandrin sur laquelle arrive le tuyau à préformer étant à l'air libre, et la partie inférieure du mandrin, respectivement des rouleaux, étant plongée dans un bain d'eau froide. Le chauffage du tuyau sur le mandrin peut être assuré dans ce cas par un jet d'air chaud envoyé sur la partie supérieure du dispositif non plongée dans le bain d'eau froide.
Ce dispositif est particulièrement adapté pour préformer les tuyaux doubles destinés aux appareils hydrauliques pour soins corporels, notamment aux appareils pour l'hygiène de la bouche. Ces tuyaux doubles sont formés par le soudage de deux tuyaux simples et il est très important que la section du tuyau reste ronde et constante sur toute la longueur afin de bénéficier du phénomène de résonance. C'est pourquoi, lors du préformage du tuyau en spirale, il est nécessaire d'éviter toute déformation ou écrasement du tuyau; à cet effet, les rainures hélicoïdales 4a, 4b, 4c des trois rouleaux applicateurs 3a, 3b, 3c ont un profil qui correspond approximativement à la section extérieure du tuyau. Afin de réduire l'encombrement de ce tuyau lorsqu'il est utilisé, le préformage est effectué de manière que le tuyau se trouve enroulé sur son chant, comme représenté en fig. 2.
A cet effet, les rainures hélicoïdales 4a, 4b, 4c ont une profondeur correspondant au moins approximativement au grand côté du tuyau, tandis que leur largeur est au moins approximativement égale au petit côté du tuyau.
Selon une forme préférée de l'invention, représentée en fig. 3, en amont du dispositif de spiralage est prévue une station de soudage 12 qui permet de souder deux tuyaux identiques Sa, 5b, tangentiellement l'un à l'autre et en continu. Cette station de soudage 12 constitue à la fois le dispositif d'alimentation en tuyau du mandrin enrouleur 1 et le dispositif de chauffage du tuyau 5.
Cette station de soudage 12 comprend des parois de guidage 13, 14 disposées de manière à faire converger les tuyaux Sa, 5b et, dans le triangle de contact, est prévue une lame chauffante 15, déplaçable perpendiculairement au plan de transport. Cette lame est conçue de façon qu'en position active ses chants s'appliquent tangentiellement contre chacun des deux tuyaux Sa, Sb. Les chants de la lame chauffante 15 sont profilés, de préférence, de manière que la ligne de soudure entre lesdits tuyaux se trouve sur la ligne reliant les deux axes desdits tuyaux; ils peuvent également être prévus de manière à obtenir deux lignes de soudure entre les tuyaux, ou davantage.
Selon une forme préférée de l'invention, l'extrémité pointue de la lame chauffante 15 forme un angle compris entre 15 et 30', de préférence 20 , et son épaisseur est comprise entre 0,5 et 2 mm, de préférence 1 mm. La température de la lame est de l'ordre de 200 à 300 C de sorte que les tuyaux Sa, Sb se trouvent ramollis et peuvent ensuite, une fois soudés ensemble, être mis en forme sur le mandrin 1. La station de soudage 12 est de préférence disposée tangentiellement à la surface extérieure du mandrin d'enroulement 1 afin que les tuyaux Sa, Sb, une fois soudés, s'enroulent immédiatement sur ledit mandrin en vue de limiter les déperditions de chaleur.
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CLAIMS
1. Device for helically preforming a plastic pipe, characterized in that it comprises means for heating the pipe (5) which arrives from a supply device, means for shaping the pipe softened, comprising at least one annular chamber (6), provided with a channel (6a) forming at least one turn and the section of which roughly corresponds to the external section of the pipe (5) for guiding and forming the softened pipe, in which it is forced to wind in a spiral, the chamber (6) comprising heating means to keep the pipe softened, this chamber being followed coaxially by a smooth winding mandrel (1), surrounded by at least three applicator and drive rollers (3a, 3b, 3c) provided with a helical groove (4a, b, c) whose profile corresponds to the external section of the pipe, the rollers (3a, 3b,
3c) which are driven in synchronism and in the same direction serving to guide the reel mandrel (1) the preformed pipe leaving the annular chamber (6).
2. Device according to claim 1, characterized in that there is provided a second annular chamber which also comprises a channel forming at least one turn whose inlet is connected to the outlet of the first chamber and whose section frames or adapts to the final section of the pipe.
3. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the annular chamber (6a) is formed by two parts (7, 8) which fit into one another, one of these parts (7 ) having a circular projection (7a) which forms the inner wall of the channel (6a) while the other part (8) is provided with a peripheral wall (8a) which forms the outer wall of said cahal (6a) and in which an inlet opening (11) for the pipe is provided.
4. Device according to claim 3, characterized in that the two lateral parts of the annular chamber (6) are provided with orifices (9) for the passage of hot air and that the lateral wall directed towards the mandrel ( 1) is provided with an arcuate pipe outlet opening (10).
5. Device according to claim 1, characterized in that the winding mandrel is fixed.
6. Device according to claim 1, characterized in that the winding mandrel rotates in the opposite direction of the three applicator rollers.
7. Device according to claim 1, characterized in that the mandrel is cylindrical.
8. Device according to claim 1, characterized in that the mandrel is conical.
9. Device according to one of claims 1, 2 and 5 to 8, applied to the preforming of a double pipe, characterized in that the helical groove (4a, 4b, 4c) of the rollers (3a, 3b, 3c) has a depth corresponding at least approximately to the long side of the pipe, while its width is at least approximately equal to its short side so that the double pipe, once preformed, rests on its edge.
10. Device according to claim 9, characterized in that the heating means of the pipe consist of a welding station (12) of the two simple pipes comprising guide means (13, 14) of the pipes, provided for making them converge, and, in the contact triangle, a heating blade (15) movable perpendicular to the transport plane such that the edges of the heating blade are applied in the working position, tangentially against each of the two pipes, and that the outlet from the welding station opens tangentially into the inlet opening (11) of the annular chamber (6).
11. Device according to claim 10, characterized in that the edges of the heating blade (15) are profiled to obtain one or more weld lines.
12. Device according to one of claims 1, 2 and 5 to 8, characterized in that the winding mandrel (1) and the applicator and drive rollers (3a, 3b, 3c) have a hot zone which contributes to the softening of the pipe, and a cold zone which makes it possible to solidify the pipe in its final form.
The present invention relates to a device for helically preforming a plastic pipe, and in particular to a device for preforming a double pipe according to the method described in Swiss patent No 597997.
According to this Swiss patent No 597997, the preforming is obtained by means of a helical screw in the groove of which the double pipe is placed manually, this groove having a depth corresponding to the section of the pipe, and then the screw is subjected and the pipe to heat treatment.
The drawback of this device is, on the one hand, that it is entirely manual and, on the other hand, that it does not allow continuous preforming of the pipe, the length of the preformed pipe being of course dependent on the length of the screw used; this length is therefore limited because we are hampered by the size of the screw.
The present invention proposes to produce a device which allows full automation of the process phases and therefore continuous production, which makes it possible to reduce handling and therefore to increase yield.
This object is solved in accordance with the characteristics given in claim 1.
The main advantage of this device is particular that it allows full automation of production. In addition, this device can be mounted directly at the outlet of a welding station of two single pipes to form a double pipe, in which a heating blade allows continuous welding of the pipes, this welding station thus constituting the pipe heating.
The appended drawing represents, by way of example, an embodiment of the device according to the invention:
fig. 1 is a schematic perspective view of the device,
fig. 2 is a partial view in longitudinal section of FIG. 1,
fig. 3 is a schematic profile view of the device combined with a welding station,
fig. 4 is a perspective view of the open annular chamber.
The device comprises a winding mandrel 1 formed by a cylinder with a smooth surface, mounted on a shaft 2, this winding mandrel 1 being surrounded by three applicator and driving rollers 3a, 3b, 3c arranged equidistantly and tangentially to it. The applicator rollers 3a, 3b, 3c are each subjected to a helical groove 4a, 4b, 4c whose profile corresponds to the external section of the pipe to be preformed.
The plastic pipe 5 to be preformed arrives from a supply device, not shown, and is first of all subjected to heating means, not shown, intended to soften it to make it possible to shape it. The pipe is then subjected to shaping means constituted by an annular chamber 6, defining a channel 6a forming at least one turn and in which the pipe 5 is forced to wind. As illustrated in fig. 4, this chamber 6 consists of two parts 7, 8 which fit into each other, the part 7 having a central circular projection 7a which defines the inner wall of the channel 6a, while the other part 8 is provided with a peripheral wall 8a which defines the outer wall of said channel 6a; a window 11 formed on the peripheral wall of the chamber allows the introduction of the pipe into the channel 6a.
The section of the channel 6a roughly corresponds to the outer section of the pipe 5. The side walls of these two parts 7, 8 are provided with orifices 9, opening into the channel 6a and which allow the passage of hot air, while the wall directed towards the mandrel is provided with an arcuate opening 10 through the
which passes the end of the pipe which is then guided on the mandrel 1.
Alternatively, one could provide a second annular chamber also defining a channel forming at least one turn; the inlet of this second chamber would be connected to the outlet of the first chamber, and its section would exactly frame the final section of the pipe.
The three applicator rollers 3a, 3b, 3c are driven in synchronism, at the same speed and in the same direction, by drive means not shown. In the embodiment described, the smooth mandrel I is itself driven in rotation in the opposite direction to the three applicator rollers. The pipe 5 which leaves the channel 6a through the arched orifice 10 is wound on the smooth mandrel 1 and is driven and guided by the helical grooves 4a, 4b, 4c of the three applicator rollers 3a, 3b, 3c. The pipe 5 is thus wound in a helix on the smooth mandrel 1 and its turns slide on the surface of the latter. As the coiled pipe moves away from the annular chamber 6, it gradually cools and, therefore, hardens into the shape of a helix which has been given to it.
Alternatively, the smooth mandrel 1 could remain fixed and the pipe 5 would only be driven by the action of the three applicator rollers 3a, 3b, 3c.
According to another alternative embodiment, the smooth mandrel 1 could have, at least at its free end, a conical surface which would facilitate the sliding of the pipe 5 along its outer wall.
According to another preferred form of the invention, the winding mandrel 1 and the applicator and drive rollers 3a, 3b, 3c have a hot zone which contributes to the softening of the pipe, followed by a cold zone which helps the solidification of the pipe in its final form.
Indeed, in order to obtain the desired shape, it is advisable to maintain the softened pipe on the mandrel, respectively the applicator rollers, over a length of one or more centimeters and then to cool it.
This additional heating and this cooling can be obtained in different ways, from the inside and / or from the outside.
It is possible, for example, to provide jets of hot air and jets of cold air applied externally to the mandrel, respectively the rollers. Another possibility would be to provide heating elements incorporated in a mandrel and the rollers, respectively Peltier elements or cells for cooling, or internal channels with circulation of hot or cold water. Another way to obtain this result would be to mount the mandrel and the rollers vertically, the upper part of the mandrel on which the pipe to be preformed arrives being in the open air, and the lower part of the mandrel, respectively of the rollers, being immersed in a cold water bath. The heating of the pipe on the mandrel can be ensured in this case by a jet of hot air sent over the upper part of the device not immersed in the cold water bath.
This device is particularly suitable for preforming double pipes intended for hydraulic devices for personal care, in particular for mouth hygiene devices. These double pipes are formed by welding two single pipes and it is very important that the section of the pipe remains round and constant over the entire length in order to benefit from the phenomenon of resonance. This is why, when preforming the spiral pipe, it is necessary to avoid any deformation or crushing of the pipe; for this purpose, the helical grooves 4a, 4b, 4c of the three applicator rollers 3a, 3b, 3c have a profile which corresponds approximately to the outside section of the pipe. In order to reduce the size of this pipe when it is used, the preforming is carried out so that the pipe is wound on its edge, as shown in fig. 2.
For this purpose, the helical grooves 4a, 4b, 4c have a depth corresponding at least approximately to the long side of the pipe, while their width is at least approximately equal to the short side of the pipe.
According to a preferred form of the invention, shown in FIG. 3, upstream of the spiraling device is provided a welding station 12 which makes it possible to weld two identical pipes Sa, 5b, tangentially to one another and continuously. This welding station 12 constitutes both the device for supplying the hose to the winding mandrel 1 and the device for heating the hose 5.
This welding station 12 comprises guide walls 13, 14 arranged so as to converge the pipes Sa, 5b and, in the contact triangle, is provided a heating blade 15, movable perpendicular to the transport plane. This blade is designed so that in the active position its edges are applied tangentially against each of the two pipes Sa, Sb. The edges of the heating blade 15 are preferably profiled so that the weld line between said pipes is on the line connecting the two axes of said pipes; they can also be provided so as to obtain two or more weld lines between the pipes.
According to a preferred form of the invention, the pointed end of the heating blade 15 forms an angle between 15 and 30 ′, preferably 20, and its thickness is between 0.5 and 2 mm, preferably 1 mm. The temperature of the blade is of the order of 200 to 300 C so that the pipes Sa, Sb are softened and can then, once welded together, be shaped on the mandrel 1. The welding station 12 is preferably arranged tangentially to the outer surface of the winding mandrel 1 so that the pipes Sa, Sb, once welded, are immediately wound on said mandrel in order to limit heat loss.