EP0097750A2 - Procédé et dispositif de formation d'empreintes sur des tubes en céramique - Google Patents

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EP0097750A2
EP0097750A2 EP82401224A EP82401224A EP0097750A2 EP 0097750 A2 EP0097750 A2 EP 0097750A2 EP 82401224 A EP82401224 A EP 82401224A EP 82401224 A EP82401224 A EP 82401224A EP 0097750 A2 EP0097750 A2 EP 0097750A2
Authority
EP
European Patent Office
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tube
wheels
axes
wheel
pair
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP82401224A
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP0097750A3 (fr
Inventor
Jacques Gillot
Paul Tritten
Jean-Louis Weber
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Original Assignee
Commissariat a lEnergie Atomique CEA
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Filing date
Publication date
Application filed by Commissariat a lEnergie Atomique CEA filed Critical Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Priority to EP82401224A priority Critical patent/EP0097750A3/fr
Publication of EP0097750A2 publication Critical patent/EP0097750A2/fr
Publication of EP0097750A3 publication Critical patent/EP0097750A3/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B21/00—Methods or machines specially adapted for the production of tubular articles
    • B28B21/92—Methods or apparatus for treating or reshaping
    • B28B21/98—Methods or apparatus for treating or reshaping for reshaping, e.g. by means of reshape moulds

Definitions

  • the present invention relates to a method and a device for making impressions on ceramic tubes and ceramic tubes provided with impressions.
  • microporous tubes are used to produce the diffuser assemblies used for the implementation of this isotopic enrichment method. It is known that these microporous tubes are generally in fact produced in two stages. In a first step, a macro-porous ceramic tube also called a “support” is produced. In a second step, an internal microporous deposit is produced which makes it possible to obtain a tube called a “barrier”, ultimately having the porosity required to set in motion. uses the gas diffusion enrichment process.
  • the present invention relates to the first step in the method of manufacturing the barriers, and more precisely still, a step in the method of producing the supports which makes it possible to improve the efficiency of these barriers.
  • the present invention relates to a method which makes it possible, from a cylindrical tube and having a wall of regular shape, to modify this wall to create in it irregularities or imprints of determined shape.
  • These irregularities have the advantage, in the isotopic enrichment process, of creating turbulence in the gas circulating inside the tubes or barriers. Indeed, it has been found that, during the flow of the gas constituted by the isotopic mixture inside these tubes, there was a certain accumulation of one of the phases of the mixture on the internal surface of the tube. We understand that by creating this turbulence, we avoid this accumulation of one of the phases and we thus increase the separation coefficient by gas diffusion, that is to say the efficiency of the whole installation.
  • these cylindrical supports or tubes are produced using a ceramic composition which is formed using a die which thus defines the shape of the "support" tubes.
  • the die delivers at its outlet a tube whose wall has a regular thickness and the impressions are made on the wall of the tube immediately at the outlet of the die, that is to say at a point in the production line where the tubes are still relatively deformable.
  • these tubes or supports are produced from a paste which consists of a mixture of grains of the ceramic material which will subsequently be sintered and organic or mineral binders which give the paste a certain plasticity. Extrusion in the die takes place at an almost constant speed.
  • the tube as it leaves the die, is deformed by means of parts of suitable shape called knobs below, these parts being applied to the external wall of the tube, so as to push it in locally and thereby produce the irregularities of the desired shape defined by the knobs.
  • knobs parts of suitable shape
  • these knurls are driven in a movement such that the relative speed of movement between a knurl and the tube is substantially zero.
  • these knobs accompany the tube in its movement of movement due to the extrusion.
  • the tube is dried and sintered to give the final "support”.
  • the method can be implemented according to two distinct modes.
  • a first mode the wheels are driven in a translational movement parallel to the axis of movement of the tube. This displacement occurs over a certain length which is linked to the active length of the wheel.
  • the wheels are animated by a movement which tends to apply them to the outer wall of the tube or to move them away. It is understood that thus the relative speed between the tube and the wheel constituting the tool capable of making the impression is substantially zero and that there is a definition of the impressions by adjacent successive steps. Of course, a rapid return is planned between two active phases.
  • the rollers are mounted on rotary wheels arranged around the tube, the axes of rotation being perpendicular to the axis of the tube.
  • the rollers are mounted idly on axes and it is the drive of the tube itself which causes the disks carrying the rollers to rotate.
  • a motor ensures the rotation of these wheels with a speed synchronized with the running speed of the tube, the wheels being in fact driven in rotation by the running of the tube, the or the motors being used only to compensate for friction.
  • the present invention also relates to implementation of devices of said p rocézier, in its various embodiments and its variants.
  • the present invention also relates to porous porous ceramic tubes which are provided with indentations projecting inside said tubes, the shape of these indentations being for example in accordance with those which are defined by the method and the delivery devices. in action.
  • These imprints can for example be annular or be located regularly on generators of said tubes.
  • the essential characteristic of the invention consists in the fact that the rollers are moved in synchronism with the tube so that no relative movement exists between the two, these rollers acting on the tube at its exit from the sector.
  • Figure 2 refers to the first embodiment in which the knobs are driven in a translational movement parallel to the axis of movement of the tube,
  • Figures 3 to 8 referring to the second embodiment in which the rollers are moved using circular wheels.
  • FIGs 2a to 2c there is shown schematically a first embodiment of the method.
  • the die 2 with its punch 4 from which comes out the tube 6 which is produced continuously in a ceramic paste, and in which the lengths corresponding to the desired length of the "supports" will be cut.
  • the tube is not yet rigid.
  • the fingerprinting device essentially consists of two jaws or knobs 8a and 8b arranged on either side of the tube 6 and whose respective active face 10a and 10b reproduces the profile of the fingerprints to be produced.
  • the jaws 8a and 8b are mounted by means of a displacement device bearing the general reference 12 and which allows on the one hand a synchronized movement of the two jaws in the directions D 1 and D 2 thus making it possible to obtain a reconciliation jaws or their spacing and on the other hand, a displacement of the set of jaws according to the direc tions F and F 'which are parallel to the axis of progression of the tube and in opposite directions (the direction F' corresponds to a rapid return).
  • the assembly 12 can be guided by rods 14a and 14b and include the displacement motor means.
  • the movable assembly 12 may include the knives 18a and 18b capable of cutting the continuous tube which leaves the die 2 when the desired length for the support has been reached.
  • FIG. 2a illustrates the different stages of the production of the imprints.
  • the jaws are in contact with the tube and an impression is thus produced, the length of which is equal to the length A of the jaws.
  • the movable assembly 12 moves the jaws with a length equal to D in the direction F.
  • the devices 16a and 16b are actuated to cause the jaws to move apart and bring them back to the initial position shown in FIG. 2c (displacement F '). It is understood that thus a set of continuous impressions is produced if the length of the active surface of the jaws is equal to the distance traveled by the tube during the duration of a complete cycle.
  • the displacement members in the direction F of the jaws have an amplitude corresponding to the length of the useful face which takes place at a speed equal to the speed of exit of the tube from the die and a rapid return movement (F ').
  • the method for making the imprints consists in mounting knurling wheels on wheels mounted on axes perpendicular to the axis of the tube.
  • the wheels there are two wheels 30a and 30b on the periphery of which are mounted knobs 32 distributed on the periphery of the wheels.
  • Each of the wheels is mounted idly around an axis perpendicular to the axis of the tube 6.
  • These axes bear the references 34a and 34b respectively.
  • the spacing of the axes is such that the desired impression depth is effectively obtained. It is understood that the rectilinear progression of the tube simultaneously causes a rotation along the arrows f and f 'of the two wheels. Consequently, the relative speed of the rollers relative to the tube is substantially zero.
  • the wheels are mounted on the axes by means of high quality bearings.
  • the two wheels 30a and 30b are integral with the shafts 34'a and 34'b.
  • the wheels 30a and 30b are driven in rotation using a motor 36 associated with a clutch device 38.
  • a motor torque is applied which compensates for the friction torque of the bearings in which the shafts 34'a and 34'b of the wheels are mounted, while leaving the wheels to rotate at the speed imposed by the scrolling of the tube.
  • the clutch device 38 allows this adaptation.
  • the wheels 32 on the wheels 30a and 30b are offset, so that one obtains on the tube 6 imprints also offset.
  • the cutting of the adequate length of the continuous tube to obtain the supports can be carried out using knives mobiles 42 arranged at the outlet of the die 2 or using knives 44 and 44 'which are mounted directly on the wheels 30a and 30'b.
  • FIG. 6 there can be four wheels regularly arranged around the tube, the axes being always perpendicular to the axis of the tube.
  • the knobs 32 associated with four wheels arranged at 90 ° from each other. It is understood that in this way an annular groove 40 can be produced in the tube 6.
  • FIGS. 7a and 7b illustrate an alternative embodiment using wheels which make it possible to obtain alternating imprints on the tube, these imprints being shown in perspective in FIG. 1.
  • the deformations applied to the tubes alternately give a elliptical section S 1 of major axis arranged in the direction XX ', a circular section C 1 , a second elliptical section S 2 of major axis parallel to the direction YY' (perpendicular to the direction XX '), a circular section C 2 and the cycle is repeated with an elliptical section S 1 .
  • the device essentially consists of four wheels bearing the references 501, 50 2 , 50 3 , 50 4 whose axes are orthogonal to the axis of travel of the tube 6.
  • the respective axes 521, 52 2 , etc ... on which are mounted the corresponding wheels are rotated in synchronism by means of bevel gear gears 54 and 54 '. All of these shafts can be rotated by the motor 58 and a set of pinions 60 connected to the output of the motor by a clutch system 62.
  • the wheels of the wheels diametrically opposite with respect to the tube that is that is to say for example wheels 50 1 and 503, on the one hand and wheels 50 2 and 50 4 on the other hand, are synchronized, that is to say that the knobs 32 of wheel 50 1 act in same time as the wheels on the wheel 50 3 .
  • a a half-step offset is introduced between the position of the wheel knobs 50 . and 50 3 with the position of the knobs 50 2 and 50 4 . It is understood that one thus obtains an alternating pinching of the tube which successively produces the deformations in the form of ellipse S and the deformations in the form of ellipse S 2 .
  • the wheels 50 can include knives such as 64.
  • the wheels must have a periphery exactly equal to the length of the tube to be produced.
  • the wheel shafts are mounted in bearings having the least possible friction, for example ball bearing bearings. Their speed of rotation is imposed by the passage of the tube between the four series of rollers, the motor 58 only serving to compensate for friction.
  • the inertia of the wheels is such that their movement is uniform even during a period when no wheel is in contact with the tube. It goes without saying that the motor 58 is not essential as has already been explained since it is the progression of the tube which causes the corresponding rotation of the wheels.
  • FIG 8 there is shown in more detail a possible form of wheel.
  • the wheel 32 is mounted on the wheel by means of an axis 70.
  • the wheels have a shape limited by a portion of toric surface whose radius of curvature R is slightly greater than the radius of the tube to be deformed.
  • the formation of fingerprints by alternating pinching is particularly advantageous in terms of the characteristics of the ceramic tube. Indeed, seen on a local scale, the only deformation imposed on the ceramic paste is a bending practically without shearing. We can judge the low amplitude of the shear by the fact that the circumference of the tube is not modified by pinching: it remains practically constant whatever the position along the axis of the tube of the cutting plane in which we the measure. This differs significantly from the case in which the tube is deformed using four knurls acting simultaneously to obtain an annular impression. This avoids causing defects which sometimes appear in the sintered part (cracks, cavities, etc.), in particular if these deformations are repeated due to the fatigue effect which results therefrom. It is an advantage to obtain the deformation of the impressions by a local deformation which remains minimal and which is applied only once. very important of this variant of the process.
  • the ceramic paste contains volatile binders, it tends to dry superficially and this hardening facilitates the formation of cracks in the event of deformation.
  • the fact of forming the imprints immediately upon leaving the die is an important advantage of the process which is the subject of the invention.
  • Imprints are formed by the alternating pinching method described above (FIGS. 7a and 7b) on a tube 6 of ceramic paste under the following conditions:
  • the fingerprinting device comprises four wheels carrying toroidal wheels.
  • the radius of curvature of the profile of the rollers (R in FIG. 8) is 15 mm.
  • the distance between the axes of two neighboring knurling wheels is 16 mm.
  • the groove bottoms of the rollers are inscribed inside a circle of 318.3mm in diameter, the circumference of which corresponds to the length of the tube, or the length of the pattern to be written on the tube is 1000 mm.
  • the distance between the axis of each wheel and the axis of the die is 168.5 mm, which means that when two knurls located on opposite wheels grip the tube passing in the plane of the axes of the wheels, the distance between their throat bottoms is 18.7 mm.
  • the distance between the outlet of the die and the plane of the wheel axles is 250 mm.
  • the wheels are driven by the scrolling movement of the tube.
  • the tube is cut to the length of 1000 mm by knives 64 placed on the wheels.
  • p 1 mm. This depth is shallower than the depth which was obtained transiently at the time of passage between the knobs. This is due to the elasticity of the ceramic paste, which means that a momentary deformation is not fully preserved.
  • the wheels are driven by an electric motor 58 whose movement is transmitted to them by an electromagnetic clutch 62 which makes it possible to adjust the applied torque.
  • the speed of rotation of the motor is adjusted to 12 rpm, which corresponds to a peripheral speed of the knobs equal to the speed of extrusion of the tube, ie 200 mm / s.
  • the torque transmitted by the clutch is adjusted so as to exactly compensate for the friction torque of the bearings of the wheel axles.
  • the cutting of the tube is not ensured by knives fixed on the wheels, but by knives located between the die and the wheels (see Figure 3) and actuated by electromagnets (not shown).
  • electromagnets are powered by a relay which is triggered by an electromagnetic proximity sensor which sends a pulse to the relay each time a small magnetic mass fixed on one of the wheels passes near it.
  • This device ensures the sectioning of the tube at each turn of the wheel, to the length of 1000 mm corresponding to the periphery of the wheels measured at the level of the groove bottoms of the rollers.

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Abstract

Procédé et installation de réalisation d'empreintes sur des tubes en céramique poreuse.
Immédiatement après le formage desdits tubes, on déforme la paroi externe de ceux-ci pour réaliser des empreintes dans la paroi interne, à l'aide d'outils. On déplace lesdits outils de telle façon que la vitesse relative des ces outils par rapport à la vitesse de sortie de tube soit sensiblement nulle au moment de la réalisation de l'empreinte, afin de minimiser les contraintes. Ensuite, on coupe le tube pour obtenir des portions de tube de longueur désirée et munies d'empreintes.
Application à la réalisation du tube en céramique destiné à définir des tubes poreux pour la diffusion gazeuse.

Description

  • La présente invention a pour objet un procédé et un dispositif de réalisation d'empreintes sur des tubes en céramique et des tubes en céramique munis d'empreintes.
  • On sait que dans les procédés d'enrichissement de l'uranium par diffusion gazeuse, on utilise des tubes microporeux pour réaliser les ensembles diffuseurs servant à la mise en oeuvre de ce procédé d'enrichissement isotopique. On sait que ces tubes microporeux sont en général en fait réalisés en deux étapes. Dans une première étape, on réalise un tube en céramique macro- poreux encore appelé "support".Dans une deuxième étape, on réalise un dépôt interne microporeux qui permet d'obtenir un tube appelé "barrière" ayant finalement la porosité requise pour mettre en oeuvre le procédé d'enrichissement par diffusion gazeuse.
  • La présente invention concerne la première étape du procédé de fabrication des barrières, et plus précisément encore, une étape du procédé de réalisation des supports qui permet d'améliorer le rendement de ces barrières.
  • De façon plus précise, la présente invention concerne un procédé qui permet, à partir d'un tube cylindrique et ayant une paroi de forme régulière,de modifier cette paroi pour créer dans celle-ci des irrégularités ou empreintes de forme déterminée. Ces irrégularités présentent, dans le procédé d'enrichissement isotopique, l'avantage de créer des turbulences dans le gaz circulant à l'intérieur des tubes ou barrières. En effet, on a constaté que, lors de l'écoulement du gaz constitué par le mélange isotopique à l'intérieur de ces tubes, il se présentait une certaine accumulation d'une des phases du mélange à la surface interne du tube. On comprend qu'en créant ces turbulences, on évite cette accumulation d'une des phases et on accroît ainsi le coefficient de séparation par diffusion gazeuse, c'est-à-dire l'efficacité de l'ensemble de l'installation.
  • Par ailleurs, on sait que ces supports ou tubes cylindriques sont réalisés à l'aide d'une composition en céramique qui est formée à l'aide d'une filière qui définit ainsi la forme des tubes "supports". Une des caractéristiques de l'invention est que la filière délivre à sa sortie un tube dont la paroi a une épaisseur régulière et on vient réaliser les empreintes sur la paroi du tube immédiatement à la sortie de la filière, c'est-à-dire en un endroit de la chaîne de fabrication où les tubes sont encore relativement déformables. On sait que ces tubes ou supports sont réalisés à partir d'une pâte qui est constituée d'un mélange de grains de la matière céramique qui sera ultérieurement frittée et de liants organiques ou minéraux qui confèrent à la pâte une certaine plasticité. L'extrusion dans la filière a lieu à une vitesse pratiquement constante.
  • Selon le procédé objet de l'invention, le tube au fur et à mesure qu'il sort de la filière est déformé au moyen de pièces de forme appropriée appelées ci-après molettes, ces pièces étant appliquées sur la paroi extérieure du tube, de façon à enfoncer localement celle-ci et à produire ainsi les irrégularités de forme désirée définie par les molettes. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, au moment où les molettes viennent au contact du tube afin de réaliser les empreintes, ces molettes sont animées d'un mouvement tel que la vitesse relative de déplacement entre une molette et le tube soit sensiblement nulle. En d'autres termes, ces molettes accompagnent le tube dans son mouvement de défilement dû à l'extrusion.
  • On comprend que cette caractéristique du procédé est particulièrement intéressante car elle permet de limiter les frottements entre la molette et le tube et, en conséquence, les efforts de cisaillement à la surface du tube. Compte tenu de la nature du matériau constituant le tube, on comprend que cette disposition est particulièrement intéressante puisqu'elle permet d'éviter une fragilisation ou même une casse du tube.
  • Bien entendu, après cette opération de formation des empreintes, le tube est séché et fritté pour donner le "support" définitif.
  • Selon la présente invention, le procédé peut être mis en oeuvre selon deux modes distincts. Dans un premier mode, les molettes sont animées d'un mouvement de translation parallèle à l'axe de déplacement du tube. Ce déplacement se produit sur une certaine longueur qui est liée à la longueur active de la molette. En outre, les molettes sont animées d'un mouvement qui tend à les appliquer sur la paroi externe du tube ou à les en écarter. On comprend qu'ainsi la vitesse relative entre le tube et la molette constituant l'outil apte à réaliser l'empreinte est sensiblement nulle et qu'on a une définition des empreintes par pas successifs adjacents. Bien entendu, un retour rapide est prévu entre deux phases actives.
  • Selon une variante du procédé, les molettes sont montées sur des roues rotatives disposées autour du tube, les axes de rotation étant perpendiculaires à l'axe du tube. Selon un premier mode de mise en oeuvre de cette variante, les molettes sont montées folles sur des axes et c'est l'entraînement du tube lui-même qui provoque la rotation des disquesportant les molettes. Selon un deuxième mode de mise en oeuvre de cette variante, un moteur assure la mise en rotation de ces roues avec une vitesse synchronisée avec la vitesse de défilement du tube, les roues étant en fait entraînées en rotation par le défilement du tube, le ou les moteurs ne servant qu'à compenser les frottements.
  • Bien entendu, différentes formes d'empreintes peuvent être réalisées sur le tube par ce procédé. En jouant sur le nombre de molettes agissant simultanément, on peut obtenir des déformations annulaires par exemple ou des déformations hélicoïdales. De plus, la forme particulière des molettes peut permettre de faire varier la forme des empreintes.
  • La présente invention concerne également des dispositifs de mise en oeuvre dudit procédé,de ses différents modes de mise en oeuvre et ses différentes variantes.
  • Enfin, la présente invention concerne également des tubes en céramique poreuse perméable qui sont munis d'empreintes faisant saillie à l'intérieur desdits tubes, la forme de ces empreintes étant par exemple conforme à celles qui sont définies par le procédé et les dispositifs de mise en oeuvre.
  • Ces empreintes peuvent par exemple être annulaires ou être localisées régulièrement sur des génératrices desdits tubes.
  • De toute façon l'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit de plusieurs modes de mise en oeuvre de l'invention, donnés à titre d'exemples non limitatifs. La description se réfère aux figures annexées, sur lesquelles on a représenté :
    • - sur la figure 1, une vue en perpsective d'un tube ayant subi des déformations par applications alternées des molettes ;
    • - sur les figures 2a à 2c, les différentes étapes de formation des empreintes selon le premier mode de mise en oeuvre du procédé, c'est-à-dire celui dans lequel les molettes sont déplacées en translation parallèlement à l'axe du tube ;
    • - sur les figures 3, 4 et 5, des modes de réalisation du dispositif qui utilisent des molettes montées sur deux roues mises en rotation disposées de part et d'autre du tube ;
    • - sur la figure 6, un mode de réalisation du dispositif qui permet d'obtenir des empreintes annulaires à l'aide de quatre roues disposées de part et d'autre du tube ;
    • - sur les figures 7a et 7b, des vues respectivement en élévation et en coupe horizontale montrant un mode de réalisation du dispositif pour obtenir des empreintes alternées, et
    • - sur la figure 8, une vue en coupe verticale montrant une forme possible des molettes utilisées.
  • Comme on l'a déjà indiqué, la caractéristique essentielle de l'invention consiste dans le fait que les molettes sont déplacées en synchronisme avec le tube de telle façon qu'aucun mouvement relatif n'existe entre les deux, ces molettes agissant sur le tube à sa sortie de la filière. La figure 2 se réfère au premier mode de mise en oeuvre dans lequel les molettes sont animées d'un mouvement de translation parallèle à l'axe de déplacement du tube, les figures 3 à 8 se référant au deuxième mode de mise en oeuvre dans lequel les molettes sont déplacées à l'aide de roues circulaires.
  • Sur les figures 2a à 2c, on a représenté de façon schématique un premier mode de mise en oeuvre du procédé. On voit sur cette figure, la filière 2 avec son poinçon 4 d'où sort le tube 6 qui est réalisé de façon continue en une pâte céramique, et dans lequel on coupera les longueurs correspondant à la longueur désirée des "supports". On rappelle qu'à la sortie de la filière 2, le tube n'est pas encore rigide. Le dispositif de réalisation d'empreintes consiste essentiellement en deux mâchoires ou molettes 8a et 8b disposées de part et d'autre du tube 6 et dont la face active respective 10a et 10b reproduit le profil des empreintes à réaliser. Les mâchoires 8a et 8b sont montées par l'intermédiaire d'un dispositif de déplacement portant la référence générale 12 et qui permet d'une part un déplacement synchronisé des deux mâchoires selon les directions D1 et D2 permettant ainsi d'obtenir un rapprochement des mâchoires ou un écartement de celles-ci et d'autre part, un déplacement de l'ensemble des mâchoires selon les directions F et F' qui sont parallèles à l'axe de progression lu tube et de sens opposés (la direction F' correspond à un retour rapide). A titre d'exemple, l'ensemble 12 peut être guidé par des tiges 14a et 14b et comporter les moyens moteur de déplacement. On trouve également les moyens schématisés en 16a et 16b pour permettre le déplacement des mâchoires 8a et 8b selon les directions D1 et D2. En outre, l'ensemble mobile 12 peut comporter les couteaux 18a et 18b aptes à couper le tube continu qui sort de la filière 2 lorsqu'on a atteint la longueur désirée pour le support.
  • Les figures 2a à 2c illustrent les différentes étapes de la réalisation des empreintes. Selon la figure 2a, les mâchoires sont au contact du tube et on réalise ainsi une empreinte dont la longueur est égale à la longueur A des mâchoires. L'ensemble mobile 12 déplace les mâchoires d'une longueur égale à D selon la direction F. Ensuite, on actionne les dispositfs 16a et 16b pour provoquer l'écartement des mâchoires et ramener celles-ci dans la position initiale représentée sur la figure 2c (déplacement F'). On comprend qu'ainsi on réalise un ensemble d'empreintes continues si la longueur de la surface active des mâchoires est égale à la distance parcourue par le tube pendant la durée d'un cycle complet.
  • Bien entendu, les organes de déplacement selon la direction F des mâchoires ont une amplitude correspondant à la longueur de la face utile qui se fait à une vitesse égale à la vitesse de sortie du tube hors de la filière et un mouvement de retour rapide (F').
  • Si l'on désire laisser des zones du support dépourvues d'empreintes, il suffit de maintenir les deux mâchoires 8a et 8b écartées pendant le temps voulu.
  • Comme on l'a déjà indiqué, selon un deuxième mode de mise en oeuvre, le procédé pour réaliser les empreintes consiste à monter des molettes sur des roues montées sur des axes perpendiculaires à l'axe du tube. En particulier, si l'on se réfère à la figure 3, on trouve deux roues 30a et 30b sur la périphérie desquelles sont montées des molettes 32 réparties sur la périphérie des roues. Chacune des roues est montée folle autour d'un axe perpendiculaire à l'axe du tube 6. Ces axes portent respectivement les références 34a et 34b. L'écartement des axes est tel que l'on obtient effectivement la profondeur d'empreintes souhaitée. On comprend que la progression rectiligne du tube entraîne simultanément une rotation selon les flèches f et f' des deux roues. En conséquence, la vitesse relative des molettes par rapport au tube est sensiblement nulle. Pour éviter d'appliquer des efforts entre les molettes 32 et le tube, les roues sont montées sur les axes par l'intermédiaire de roulements de grande qualité.
  • Sur la figure 4, on retrouve exactement la même disposition, mais les deux roues 30a et 30b sont solidaires des arbres 34'a et 34'b. Selon ce mode de réalisation, les roues 30a et 30b sont entraînées en rotation à l'aide d'un moteur 36 associé à un dispositif d'embrayage 38. Ainsi, on minimise les efforts appliqués à la surface de la pâte céramique constituant le tube 6 pour éviter une déformation non désirée ou même une éventuelle fissuration. A l'aide du moteur 36, on applique un couple moteur qui compense le couple de frottement des paliers dans lesquels sont montés les arbres 34'a et 34'b des roues, tout en laissant tourner les roues à la vitesse imposée par le défilement du tube. Le dispositif d'embrayage 38 permet cette adaptation.
  • Selon le mode de mise en oeuvre de la figure 5, les molettes 32 sur les roues 30a et 30b sont décalées, ce qui fait qu'on obtient sur le tube 6 des empreintes également décalées.
  • Il faut également noter que le sectionnement de la longueur adéquate du tube continu pour obtenir les supports, peut être soit réalisé à l'aide des couteaux mobiles 42 disposés à la sortie de la filière 2 ou à l'aide de couteaux 44 et 44' qui sont montés directement sur les roues 30a et 30'b.
  • Comme on le voit sur la figure 6, on peut avoir quatre roues disposées régulièrement autour du tube, les axes étant toujours perpendiculaires à l'axe du tube. Par exemple, sur la figure 6, on voit les molettes 32 associées à quatre roues disposées à 90° les unes des autres. On comprend qu'ainsi on peut réaliser dans le tube 6 une gorge annulaire 40.
  • Les figures 7a et 7b illustrent une variante de réalisation utilisant des roues qui permettent d'obtenir des empreintes alternées sur le tube, ces empreintes étant représentées en perspective sur la figure 1. En d'autres termes, les déformations appliquées aux tubes donnent alternativement une section en forme d'ellipse S1 de grand axe disposé selon la direction XX', une section circulaire C1, une deuxième section en ellipse S2 de grand axe parallèle à la direction YY' (perpendiculaire à la direction XX'), une section circulaire C2 et on recommence le cycle avec une section en ellipse S1. Le dispositif consiste essentiellement en quatre roues portant les références 501, 502, 503, 504 dont les axes sont orthogonaux à l'axe de défilement du tube 6. Les axes respectifs 521, 522, etc ... sur lesquels sont montées les roues corespondantes sont entraînés en rotation en synchronisme par l'intermédiaire de pignons coniques de renvoi 54 et 54'. L'ensemble de ces arbres peut être entraîné en rotation par le moteur 58 et un ensemble de pignons 60 relié à la sortie du moteur par un système d'embrayage 62. Les molettes des roues diamétralement opposées par rapport au tube, c'est-à-dire par exemple des roues 501 et 503, d'une part et des roues 502 et 504 d'autre part, sont synchronisées, c'est-à-dire que les molettes 32 de la roue 501 agissent en même temps que les molettes de la roue 503. Il en va de même pour les molettes 32 des roues 502 et 504. Cependant, un décalage d'un demi-pas est introduit entre la position des molettes des roues 50. et 503 avec la position des molettes 502 et 504. On comprend qu'on obtient ainsi un pincement alterné du tube qui produit successivement les déformations en forme d'ellipse S et les déformations en forme d'ellipse S2. Bien entendu, comme on l'a déjà exposé, les roues 50 peuvent comporter des couteaux tels que 64. Dans ce cas, les roues doivent avoir une périphérie exactement égale à la longueur du tube à réaliser. Les arbres des roues sont montés dans des paliers présentant le moins de frottement possible, par exemple des paliers à roulement à billes. Leur vitesse de rotation est imposée par le passage du tube entre les quatre séries de molettes, le moteur 58 ne servant qu'à compenser les frottements. L'inertie des roues est telle que leur mouvement soit uniforme même pendant une période où aucune molette n'est en contact avec le tube. Il va de soi que le moteur 58 n'est pas indispensable comme cela a déjà été expliqué puisque c'est la progression du tube qui entraîne la rotation correspondante des roues.
  • Sur la figure 8, on a représenté plus en détail une forme possible de molette. La molette 32 est montée sur la roue par l'intermédiaire d'un axe 70. Les molettes ont une forme limitée par une portion de surface torique dont le rayon de courbure R est légèrement supérieur au rayon du tube à déformer.
  • La formation d'empreintes par pincement alterné est particulièrement avantageuse sur le plan des caractéristiques du tube en céramique. En effet, vue à l'échelle locale, la seule déformation imposée à la pâte céramique est une flexion pratiquement sans cisaillement. On peut juger de la faible amplitude du cisaillement par le fait que la circonférence du tube n'est pas modifiée par le pincement : elle reste pratiquement constante quelle que soit la position le long de l'axe du tube du plan de coupe dans lequel on le mesure. Cela diffère sensiblement du cas dans lequel on déforme le tube à l'aide de quatre molettes agissant simultanément pour obtenir une empreinte annulaire. On évite ainsi de provoquer des défauts qui apparaissent parfois dans la pièce frittée (fissures, cavités, etc ...), en particulier si ces déformations sont répétées en raison de l'effet de fatigue qui en découle. Le fait d'obtenir la déformation des empreintes par une déformation locale qui reste minime et qui n'est appliquée qu'une seule fois est un avantage . très important de cette variante du procédé.
  • Par ailleurs, on sait que si la pâte céramique contient des liants volatils, elle a tendance à sécher superficiellement et ce durcissement facilite la formation de fissures en cas de déformation. Le fait de réaliser la formation des empreintes immédiatement à la sortie de la filière est un avantage important du procédé objet de l'invention.
  • On va maintenant décrire un exemple concret de mise en oeuvre.
  • On forme des empreintes par le procédé de pincements alternés décrit ci-dessus (figures 7a et 7b) sur un tube 6 de pâte céramique dans les conditions suivantes :
    Figure imgb0001
  • Le dispositif de formation des empreintes comprend quatre roues portant des molettes de forme toroïdale. Le rayon de courbure du profil des molettes (R sur la figure 8) est de 15 mm. Sur une même roue, la distance entre les axes de deux molettes voisines est de 16 mm.
  • Les fonds de gorge des molettes sont inscrits à l'intérieur d'un cercle de 318,3mm de diamètre, dont la circonférence, qui correspond à la longueur du tube, ou encore à la longueur du motif à inscrire sur le tube, est de 1000 mm.
  • La distance entre l'axe de chaque roue et l'axe de la filière est de 168,5 mm, ce qui fait que quand deux molettes situées sur des roues opposées viennent pincer le tube en passant dans le plan des axes des roues, la distance entre leurs fonds de gorge est de 18,7 mm.
  • La distance entre la sortie de la filière et le plan des axes des roues est de 250 mm.
  • Selon un premier mode de réalisation, les roues sont entraînées par le mouvement de défilement du tube. le tube est coupé à la longueur de 1000 mm par des couteaux 64 placés sur les roues. Après passage du tube de pâte céramique entre les roues, on constate qu'il porte des empreintes laissées par l'effet des pincements alternés. Après séchage, on mesure la profondeur P d'empreinte qui est définie comme étant égale à : p =
    Figure imgb0002
    (diamètre intérieur maximal - diamètre intérieur minimal). On trouve p = 1 mm. Cette profondeur est plus faible que la profondeur qui a été obtenue de façon transitoire à l'instant du passage entre les molettes. Ceci est dû à l'élasticité de la pâte céramique, qui fait qu'une déformation momentanée n'est pas intégralement conservée.
  • On observe que le tube ne présente après séchage et frittage aucune fissure ni défaut dû à la déformation.
  • Selon une variante, les roues sont entraînées par un moteur électrique 58 dont le mouvement leur est transmis par un embrayage électromagnétique 62 qui permet de régler le couple appliqué. La vitesse de rotation du moteur est réglée à 12 tr/mn, ce qui correspond à une vitesse périphérique des molettes égale à la vitesse d'extrusion du tube, soit 200 mm/s. Le couple transmis par l'embrayage est réglé de façon à compenser exactement le couple de frottement des paliers des axes des roues.
  • Le sectionnement du tube n'est pas assuré par des couteaux fixés sur les roues, mais par des couteaux situés entre la filière et les roues (voir figure 3) et actionnés par des électroaimants (non représentés). Ces électroaimants sont alimentés par l'intermédiaire d'un relais qui est déclenché par un détecteur électromagnétique de proximité qui envoie une impulsion au relais chaque fois qu'une petite masse magnétique fixée sur une des roues passe à sa proximité. Ce dispositif assure le sectionnement du tube à chaque tour de roue, à la longueur de 1000 mm correspondant à la périphérie des roues mesurées au niveau des fonds de gorge des molettes.
  • Comme précédemment, on mesure après séchage une profondeur d'empreinte de 1 mm. Après frittage, le tube ne présente aucune fissure ni défaut.

Claims (22)

1. Procédé de réalisation d'empreintes sur des portions de tube obtenues par formage en continu à partir d'une pâte céramique, ledit tube sortant desdits moyens de formage selon une direction donnée et avec une vitesse donnée, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes :
- on déforme à l'aide d'outils disposés immédiatement à la sortie des moyens de formage la paroi externe dudit tube pour réaliser des empreintes sur la paroi interne dudit tube en déplaçant lesdits outils de telle façon que la vitesse relative desdits outils par rapport à la vitesse de sortie dudit tube soit sensiblement nulle au moment de la réalisation de l'empreinte, de telle façon qu'on minimise les contraintes appliquées par lesdits outils audit tube, et
- on coupe ledit tube pour obtenir des portions de tube de longueur désirée et munies d'empreintes.
2.Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits outils consistent en des mâchoires de formation d'empreintes, placées de part et d'autre dudit tube, et en ce qu'on déplace lesdites mâchoires parallèlement à la direction de sortie dudit tube sur une longueur donnée et en synchronisme avec l'avance dudit tube, en ce qu'on déplace lesdites mâchoires entre une position où elles sont en prise sur ledit tube et une position écartée, et en ce que lorsque les mâchoires sont en position écartée, on déplace rapidement celles-ci selon un trajet inverse de celui qu'elles ont suivi lorsqu'elles étaient en prise sur ledit tube.
3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits outils consistent en des molettes qui sont entraînées en rotation respectivement autour d'au moins une paire d'axes parallèles qui sont orthogonaux à la direction d'avance du tube, les axes d'une même paire ou de ladite paire étant symétriques par rapport à l'axe d'avance dudit tube, et en ce qu'on entraîne en rotation lesdites molettes autour desdits axes par l'avance elle-même dudit tube, les axes étant disposés de telle façon que lesdites molettes réalisent une empreinte sur ledit tube.
4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'on monte lesdites molettes sur des roues tournant autour desdits axes, lesdites molettes étant régulièrement réparties sur la périphérie desdites roues.
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que les molettes qu'on monte sur les roues associées à une même paire d'axes sont disposées de telle façon qu'elles créent simultanément une empreinte sur le tube.
6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que les molettes qu'on monte sur les roues associées à une même paire d'axes sont disposées de telle façon qu'elles créent alternativement une empreinte sur le tube.
7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 3 et 4, caractérisé en ce qu'on monte lesdites molettes sur quatre roues tournant autour de deux paires d'axes parallèles entre eux, les quatre axes étant régulièrement répartis autour de l'axe d'avance dudit tube, une molette montée sur une roue agissant simultanément avec une molette montée sur les autres roues.
8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 3 et 4, caractérisé en ce qu'on monte lesdites molettes sur quatre roues tournant autour de deux paires d'axes parallèles entre eux, les quatre axes étant régulièrement répartis autour de l'axe d'avance dudit tube, les molettes d'une même paire d'axes agissant simultanément, les molettes d'une paire étant décalées par rapport aux molettes de l'autre paire d'une distance sensiblement égale à la moitié de la distance séparant deux molettes montées sur une même roue.
9. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend à la sortie des moyens de formage continus du tube, des mâchoires de réalisation d'empreintes disposées de part et d'autre dudit tube, des moyens de guidage des mâchoires parallèlement à l'axe d'avance dudit tube sur une longueur donnée, des moyens pour déplacer lesdites mâchoires perpendiculairement audit axe entre une position écartée et une position en prise sur ledit tube, des moyens pour déplacer simultanément lesdites mâchoires selon la direction des moyens de guidage, et des moyens pour couper le tube afin d'obtenir des portions de tube de longueur désirée.
10. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend à la sortie des moyens de formage en continu du tube, des moyens de mise en rotation des molettes de formation d'empreintes autour d'au moins une paire d'axes parallèles, les axes d'une même paire ou les axes de ladite paire étant symétriques par rapport à l'axe d'avance du tube, lesdits axes étant orthogonaux à l'axe d'avance dudit tube, et des moyens pour couper dans ledit tube des portions de tube de longueur voulue.
11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une paire d'axes sur chacun desquels est montée une roue portant sur sa périphérie lesdites molettes.
12. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que lesdites molettes sont régulièrement réparties sur la périphérie de chaque roue.
13. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'une molette est remplacée par un couteau apte à couper ledit tube, le périmètre de ladite roue étant égal à la longueur désirée, d'une portion du tube.
14. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 12'et 13, caractérisé en ce qu'au moins une portion de la périphérie de chaque roue est dépourvue de molette.
15. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 11 à 14, caractérisé en ce qu'une molette d'une roue crée une empreinte sur le tube en même temps qu'une molette de l'autre ou des autres roues.
16. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 11 à 15, caractérisé en ce que lesdites roues sont montées folles sur lesdits axes, lesdites roues étant entraînées par l'avance du tube.
17. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 11 à 15, caractérisé en ce que lesdites roues sont solidaires desdits axes et en ce que lesdits axes sont entraînés en rotation par des moyens moteurs aptes à compenser les frottements du mouvement de rotation.
18. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 11 à 14, caractérisé en ce qu'il comprend deux paires d'axes décalées de 90°, et en ce que les molettes des roues d'une nêm paire d'axes sont montées de telle façon qu'elles réalisent simultanément une empreinte sur le tube, les molettes associées à une même paire d'axes créant une empreinte en alternance avec les molettes associées à l'autre paire d'axes.
19. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 11 à 18, caractérisé en ce que chaque molette a une forme concave limitée par une portion de surface torique ayant un axe de révolution parallèle à celui des axes de rotation.
20. Tube en céramique poreuse perméable, caractérisé en ce qu'il a une forme générale cylindrique et en ce qu'il comporte des empreintes faisant saillie à l'intérieur dudit tube, lesdites empreintes ayant une forme annulaire.
21. Tube en céramique poreuse perméable, caractérisé en ce qu'il a une forme générale cylindrique et en ce qu'il comporte des empreintes faisant saillie à l'intérieur dudit tube, lesdites empreintes étant localisées et disposées régulièrement sur plusieurs génératrices dudit tube.
22. Tube en céramique poreuse perméable, caractérisé en ce qu'il présente un axe longitudinal de symétrie et en ce que les sections droites successives dudit tube sont constituées par une succession progressive et répétitive d'ellipses présentant une première direction de grand axe, de cercles, d'ellipses présentant une deuxième direction de grand axe orthogonale à la première direction et de cercles.
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