FR2702991A1 - Procédé de fabrication d'une conduite tubulaire en matériau thermoplastique, dispositif de mise en Óoeuvre dudit procédé, et conduite tubulaire obtenue. - Google Patents

Abstract

L'invention concerne la fabrication d'une conduite tubulaire en matériau thermoplastique conformément à une configuration prédéterminée avec au moins un coude. Conformément à l'invention, on réalise d'abord par extrusion un tube partiellement annelé (10) comportant des tronçons annelés (12) et des tronçons rectilignes lisses (11); on conforme ensuite ce tube partiellement annelé (10) en correspondance directe avec la configuration définitive désirée, avec un maintien de cette configuration assuré par des appuis (60) associés aux tronçons rectilignes lisses (11); on chauffe les coudes formés par les tronçons annulaires (12), jusqu'à obtention du degré de ramollissement nécessaire, et on refroidit ensuite les zones chauffées pour figer la configuration définitive des coudes, avant de dégager finalement de ses appuis la conduite tubulaire ainsi réalisée.

Description

L'invention concerne la fabrication de conduites tubulaires en matériau thermoplastique, notamment de conduites de carburant (sous forme de liquide ou de vapeurs) équipant les véhicules automobiles.

Dans le cas particulier des conduites de carburant destinées à équiper des véhicules automobiles, on cherche de plus en plus à utiliser des matériaux qui sont à la fois résistants contre les agressions extérieures et présentent une faible perméabilité, ce qui amène à utiliser des matériaux thermoplastiques du type polyamide, avec une paroi tubulaire qui peut être mono-couche ou multi-couches.

Lorsque les conduites tubulaires présentent, une fois montées, au moins un coude, on cherche à réaliser ces conduites de telle façon que leur forme finale soit essentiellement figée, ce qui facilite considérablement leur montage in situ.

La présence des coudes complique naturellement la mise en oeuvre d t un tel formage, car il est nécessaire de chauffer la zone de chaque coude jusqu'à obtention du degré de ramollissement nécessaire, avant de refroidir ces zones pour figer la forme des coudes, et il faut contrôler très précisément cette étape de chauffage si l'on veut éviter un affaissement de la paroi aux zones chauffées.

On a proposé à cet effet d'enfiler des inserts coudés dans un tube lisse, avant de procéder au chauffage de la paroi tubulaire maintenue par chaque insert, de façon à pouvoir ensuite figer la forme au niveau de chaque coude.

Cependant, il est nécessaire d'extraire les inserts après le formage du tube, ce qui est particulièrement difficile lorsque ces inserts sont nombreux. De ce fait, cette technique est en pratique limitée aux conduites à un seul coude, avec en plus un rayon de courbure pas trop faible pour pouvoir extraire l'insert après formage du coude.

On a également proposé d'effectuer successivement un cintrage à froid d'un tube lisse, le tube passant dans la gorge périphérique d'un appui en forme de secteur circulaire au niveau de chaque coude (chaque appui présentant une gorge demi-circulaire dont le profil circonférentiel correspond au coude désiré), suivi d'un chauffage de la partie extérieure de chaque coude par des rampes d'ampoules à rayonnement infra-rouge, et enfin d'un refroidissement par injection d'un fluide dans la canalisation tubulaire par une extrémité de celle-ci, ainsi que cela est décrit en détail dans le document EP-A-0 486 237.

Cette technique est cependant difficile à matri- ser. Il faut en effet contrôler très précisément le chauffage par rayonnement infra-rouge, en utilisant une émission intermittente, afin d'éviter une surchauffe génératrice d'affaissement de la paroi tubulaire dans la zone des coudes.

De plus, il est nécessaire de tenir compte du retrait de la matière lorsque la conduite formée est démontée de son gabarit, ce qui oblige à prévoir des appuis dont le rayon de courbure est plus faible que celui du coude formé correspondant.

Un autre inconvénient réside dans la durée importante des opérations de mise en place et de démontage. La mise en place du tube lisse avec un cintrage précis au niveau de chaque appui circulaire exige en effet une minutie et un temps importants.

L'invention vise précisément à résoudre ce problème, en concevant une technique de fabrication plus performante, qui élimine les risques d'affaissement au niveau des coudes tout en abaissant les coûts de fabrication.

L'invention a ainsi pour objet un procédé de fabrication, et un dispositif de mise en oeuvre associé, permettant de réaliser facilement et rapidement une conduite tubulaire ayant le profil désiré, sans que le nombre de coudes et la géométrie de ceux-ci compliquent le processus, tout en pouvant utiliser des matériaux thermoplastiques tels que des polyamides pour réaliser des canalisations mono couche ou multi-couches adaptées au transfert de carburant ou des vapeurs de carburant sur un véhicule automobile.

Il s'agit plus particulièrement d'un procédé de fabrication d'une conduite tubulaire en matériau thermoplastique, notamment une conduite de carburant destinée à équiper un véhicule automobile, conformément à une configuration prédéterminée avec au moins un coude, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes successives suivantes
a) on réalise par extrusion un tube partiellement annelé comportant autant de tronçons annelés que la conduite doit comporter de coudes, le ou chaque tronçon annelé se raccordant directement, à- chacune de ses extrémités, à un tronçon rectiligne lisse
b) on conforme le tube partiellement annelé ainsi obtenu en correspondance directe avec la configuration définitive désirée, avec un maintien de cette configuration assuré par des appuis associés aux tronçons rectilignes lisses
c) on chauffe le ou les coudes que forment le ou les tronçons annulaires du tube partiellement annelé ainsi conformé, jusqu'à obtention du degré de ramollissement nécessaire
d) on refroidit le tube partiellement annelé pour figer sa configuration définitive, avant de dégager finalement de ses appuis de maintien la conduite tubulaire ainsi réalisée.

Selon un autre mode d'exécution particulier, on peut réaliser, lors de l'étape a), un tulipage de l'un au moins des deux tronçons rectilignes lisses d'extrémité. Ceci évite une opération supplémentaire qui serait à effectuer après le cycle complet de formage.

De préférence, l'étape b) est mise en oeuvre par simple insertion des tronçons rectilignes lisses entre des paires de butées ou des colliers associés, qui sont disposés de telle façon que chaque tronçon rectiligne lisse soit maintenu en correspondance avec sa configuration définitive.

Une telle mise en place est aisée, car les tronçons annelés se cintrent très facilement, et tiennent sans problème la forme coudée que l'on souhaite figer ensuite.

Il est également avantageux que le chauffage mis en oeuvre lors de l'étape c) soit réalisé par soufflage d'air chaud sur le ou les coudes du tube partiellement annelé. En particulier, le soufflage d'air chaud est effectué seulement du côté intérieur du ou de chaque coude.

De préférence alors, le refroidissement mis en oeuvre lors de l'étape d) est réalisé par soufflage d'air froid sur les zones précédemment chauffées. En particulier, le soufflage d'air froid est réalisé en utilisant les moyens, tels que buses de soufflage, ayant précédemment servi pour le soufflage d'air chaud.

L'invention concerne également un dispositif de mise en oeuvre du procédé précité, ce dispositif étant caractérisé en ce qu'il comporte une table de support sur laquelle sont disposés des appuis de maintien, tels que des paires de butées ou des colliers dont la position spatiale est réglable, ainsi que des buses de soufflage dont la position et l'orientation sont également réglables, disposées en des zones intermédiaires entre les appuis de maintien adjacents.

De préférence, les buses de soufflage sont conçues pour souffler de l'air chaud ou de l'air froid sans modification de leur position sur la table de support. On est ainsi assuré de refroidir exactement les zones précédemment chauffées, sans avoir à effectuer un nouveau réglage positionnel.

L'invention concerne enfin une conduite tubulaire en matériau thermoplastique, notamment en polyamide, obtenue à partir du procédé précité, et comportant une succession de tronçons rectilignes et de tronçons coudés, dans laquelle chaque tronçon rectiligne est lisse et chaque tronçon coudé est annelé.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lumière de la description qui va suivre et des dessins annexés, concernant un mode de mise en oeuvre particulier, en référence aux figures où
- la figure 1 illustre un tube partiellement annelé, obtenu par extrusion, avant son conformage
- la figure 2 illustre en vue de dessus, un tube partiellement annelé mis en place au poste de conformage, ainsi que les moyens de soufflage disposés au niveau des coudes (du côté intérieur de ceux-ci), et la figure 3 illustre en perspective un détail de l'agencement précité au niveau d'un coude du tube partiellement annelé;
- la figure 4 illustre enfin la canalisation tubulaire terminée.

La figure 1 montre un tube partiellement annelé 10, obtenu par extrusion, conformément à la première étape du procédé de fabrication d'une conduite tubulaire en matériau thermoplastique conforme à l'invention. Le tube partiellement annelé 10 comporte une alternance de tronçons rectilignes 11 et de tronçons annelés 12, le nombre de tronçons annelés correspondant au nombre de coudes que la conduite tubulaire à réaliser doit comporter. Au minimum, on trouverait une conduite à un seul coude, auquel cas le tube partiellement annelé 10 comporterait un tronçon annelé unique 12 se raccordant directement, à chacune de ses extrémités, à un tronçon rectiligne 11. En l'espèce, on a illustré deux tronçons annelés 12, ce qui ne constitue naturellement qu'un exemple.

Pour réaliser un tel tube partiellement annelé 10, on utilisera de préférence une machine d'extrusion équipée de deux chaînes adjacentes disposées à la sortie de la buse d'extrusion, chacune des chaînes comportant des demi-coquilles contre la paroi desquelles la paraison extrudée est appliquée par un soufflage effectué par l'intérieur de la paraison. Une fois que l'on a déterminé la longueur nécessaire des tronçons rectilignes 11 et des tronçons annelés 12, il suffit de composer les deux chaînes précitées avec des séries de demi-coquilles lisses alternant avec des séries de demi-coquilles annelées.La longueur des différents tronçons 11, 12 constituant le tube partiellement annelé 10 sera naturellement déterminée en fonction de la configuration désirée de la conduite tubulaire à réaliser, en tenant compte du rayon de courbure des différents coudes que doit comporter cette conduite tubulaire.

On obtient ainsi un tube partiellement annelé 10, dont l'axe X est commun aux différents tronçons rectilignes lisses 11 et annelés 12.

En l'espèce, on a illustré sur la figure 1 un tulipage des deux tronçons rectilignes lisses d'extrémité 11, ce tulipage se traduisant par un léger évasement 13 destiné à faciliter le montage de la conduite tubulaire terminée sur des embouts de raccordement associés. Il est intéressant de réaliser ce tulipage d'extrémité au moment de l'extrusion du tube partiellement annelé 10, car ceci évite d'avoir à effectuer une opération supplémentaire après la réalisation de la conduite tubulaire dans sa forme figée conformément à la configuration désirée. Un tel tulipage peut être aisément réalisé en prévoyant, aux endroits convenables, une ou plusieurs demi-coquilles lisses dont la forme intérieure demi-cylindrique présente un rayon légèrement supérieur à celui des maillons adjacents concernant le tronçon rectiligne lisse Il associé.Il va de soi que ce tulipage pourra concerner une seule des deux extrémités du tube partiellement annelé 10.

Ainsi, conformément à une première étape du procédé de fabrication selon l'invention, on a réalisé par extrusion un tube partiellement annelé 10 comportant autant de tronçons annelés 12 que la conduite doit comporter de coudes, le ou chaque tronçon annelé 12 se raccordant directement, à chacune de ses extrémités, à un tronçon rectiligne lisse 11.

Dans une deuxième étape du procédé selon l'invention, on va conformer le tube partiellement annelé 10 ainsi obtenu en correspondance directe avec la configuration définitive désirée, avec un maintien de cette configuration assurée par des appuis associés aux tronçons rectilignes lisses 11. Pour décrire un mode d'exécution particulier de cette étape, on va se référer aux figures 2 et 3, sur lesquelles on distingue un dispositif de mise en oeuvre du procédé selon l'invention, qui est ici adapté à une configuration particulière de la conduite tubulaire à réaliser, cette configuration étant représentée par une ligne centrale
C du tube partiellement annelé 10 qui est contenue dans un plan.Ainsi que cela sera expliqué plus loin, ceci ne constitue naturellement qu'un exemple, et on pourra tout aussi bien organiser le maintien du tube partiellement annelé avec une ligne centrale C qui présenterait également une succession de tronçons rectilignes et de tronçons incurvés, mais ladite ligne n'étant pas nécessairement contenue dans un plan commun.

On distingue ainsi sur les figures 2 et 3 une table de support 50 sur laquelle sont disposés des appuis de maintien 60 associés aux tronçons rectilignes lisses 11, ces appuis étant ici réalisés sous la forme de paires de butées 61. On utilisera en général une seule paire de butées 61 par tronçon rectiligne lisse 11, mais il pourra s'avérer avantageux d'utiliser deux paires de butées lorsque le rayon de courbure du coude adjacent est très petit, et risque alors d'exercer une effort localisé excessif. Ceci sera toutefois rare, dans la mesure où, dans un tel cas, on prévoira en général une longueur suffisante pour le tronçon annelé associé 12. Les paires de butées 61 sont alors fixées sur la table de support 50, par boulonnage ou par collage, dans des positions qui correspondent à la configuration définitive des tronçons rectilignes lisses associés de la conduite tubulaire à réaliser.Dans la pratique, on disposera une fois pour toute d'un gabarit associé à une conduite tubulaire particulière, de sorte que la mise en place du tube partiellement annelé 10, avec simple insertion des tronçons rectilignes lisses 11 entre les paires de butées associées 61 (disposées de telle façon que chaque tronçon rectiligne lisse soit maintenu en correspondance avec sa configuration définitive), pourra être effectuée aisément par l'opérateur et avec un temps minimal.

Ainsi que cela est mieux visible sur le détail de la figure 3, on pourra utiliser des paires de butées 61 présentant une facette de contact légèrement inclinée ou cintrée, de façon à réaliser un léger clipsage de chaque tronçon rectiligne lisse 11 associé alors parfaitement maintenu sur la table de support 50.

Dans le cas où la ligne centrale C ne serait pas contenue dans un plan commun, il suffirait de remplacer les paires de butées par des colliers dont la position spatiale serait naturellement réglable, lesdits colliers étant supportés par la table de support. L'important, dans ce cas, serait comme précédemment que les colliers soient disposés de telle façon que chaque tronçon rectiligne lisse soit maintenu en correspondance avec sa configuration définitive.

Dans une troisième étape du procédé de fabrication selon l'invention, on chauffe le ou les coudes que forment le ou les tronçons annulaires 12 du tube partiellement annelé 10 ainsi conforme, jusqu'à obtention du degré de ramollissement nécessaire.

Divers moyens peuvent être utilisés pour mettre en oeuvre cette étape de chauffage. On aurait pu utiliser des éléments à rayonnement infra-rouge, avec un agencement de ces éléments du type de celui qui est décrit dans le document précité EP-A-0486 237 On a cependant préféré utiliser ici des moyens de chauffage qui sont à la fois plus simples et plus efficaces.

On prévoit en effet que le chauffage mis en oeuvre soit réalisé par soufflage d'air chaud sur le ou les coudes du tube partiellement annelé 10. On aurait pu prévoir un tunnel enveloppant chaque coude, mais une telle solution eût été inutilement encombrante. On s'est en effet aperçu qu'il suffisait que le soufflage d'air chaud soit effectué seulement du côté intérieur du ou de chaque coude du tube partiellement annelé 10. Une telle mise en oeuvre est illustrée sur les figures 2 et 3, sur lesquelles on distingue, au niveau de chaque coude représenté du tube partiellement annelé 10, un organe de soufflage 71 présentant une buse 72 qui est conformée de façon à diriger l'air soufflé en direction de la paroi du tronçon annelé 12 formant le coude concerné. Chaque organe de soufflage est par exemple monté sur un support 73 qui est de préférence fixé sur la table de support 50.La position et l'orientation de chaque buse de soufflage 72 seront de préférence réglables, de façon à diriger convenablement l'air chaud qui est soufflé sur le tronçon annulaire 12 concerné. On disposera ainsi un organe de soufflage 71 au niveau de chaque coude, du côté intérieur de celui-ci, ces organes étant disposés en des zones intermédiaires entre les appuis de maintien 61 adjacents.

On a représenté par un tronçon de tuyau 74 l'arrivée d'air chaud associée à chaque organe de soufflage 71, cette arrivée d'air chaud étant schématisée par une flèche continue. Conformément à une caractéristique particulière, qui n'est aucunement obligatoire mais n'en est pas moins très avantageuse, l'organe de soufflage 71 peut être utilisé pour souffler de l'air froid dans le cadre de l'étape finale de refroidissement du tube partiellement annelé pour figer la configuration définitive dudit tube.

On a ainsi représenté un tronçon de tuyau 75 schématisant, avec une flèche en pointillés, l'arrivée d'air froid à chaque organe de soufflage 71. Un tel agencement est très avantageux, dans la mesure où l'on peut effectuer le soufflage d'air froid exactement sur les zones précédemment chauffées, avec une excellente précision, et de plus sans avoir à modifier le positionnement des organes de soufflage.

Ceci permet d'abaisser considérablement le temps du cycle de fabrication.

On pourra naturellement en variante choisir d'autres moyens pour mettre en oeuvre cette étape de refroidissement du tube partiellement annelé pour figer sa configuration définitive, en utilisant par exemple un fluide de refroidissement injecté à l'intérieur de ce tube, ou encore, lorsque le temps du cycle de fabrication n'est pas critique, se contenter d'un refroidissement naturel par l'air ambiant.

Le mode de réalisation illustré ici semble cependant être le plus efficace dans la mesure où il permet de réaliser la conduite tubulaire désirée avec un temps de cycle total très performant. L'étape de conformation et de chauffage/refroidissement pourra naturellement s'effectuer en reprise par rapport à l'étape d'extrusion d'un tube partiellement annelé, ce qui permet de rationnaliser la fabrication en minimisant le nombre de postes de fabrication.

Lorsque l'on cherche à réaliser une conduite de carburant destinée à équiper un véhicule automobile, on utilisera en général des gammes de diamètre intérieur allant de 6 à 8 mm, avec une épaisseur de paroi de l'ordre de 1 mm.

Il va de soi cependant que le procédé de fabrication selon l'invention n'est aucunement limité à un dimensionnement particulier, et que l'on pourra aussi bien mettre en oeuvre ce procédé pour réaliser des conduites tubulaires de très grand diamètre. Dans le cas de conduites de carburant, on pourra naturellement utiliser les matériaux qui sont de plus en plus adaptés pour ce type d'application, à savoir des polyamides 11 ou 12. Dans ce cas, l'étape de chauffage, avec une gamme de températures pouvant s'élever jusqu'à 200 C, pourra être réalisée dans un temps très court.Il va de soi cependant que le procédé selon l'invention n'est aucunement limité à un type particulier de matériaux thermoplastiques, et que l'on pourra mettre en oeuvre ce procédé avec des matériaux mono-couche ou multi-couches, à base de polyuréthane, polyéthylène, polypropylène, polychlorure de vinyle, ou polyacétal.

Une fois l'étape de refroidissement terminée, il suffit à l'opérateur de dégager la conduite tubulaire ainsi réalisée de ses appuis de maintien 60. On obtient alors une conduite tubulaire 100 qui est représentée sur 4a figure 4.

Cette conduite tubulaire 100 comporte une succession de tronçons rectilignes 101 et de tronçons coudés 102, et chaque tronçon rectiligne 101 est lisse, tandis que chaque tronçon coudé 102 est annelé. La forme de chaque coude a été figée en mettant en oeuvre le procédé de fabrication selon l'invention dont les étapes viennent d'être décrites en détail. Les deux extrémités de la conduite tubulaire 100 présentent en outre directement un évasement 103 qui résulte du tulipage effectué lors de l'étape d'extrusion.

L'invention n'est pas limitée au mode de mise en oeuvre qui vient d'être décrit, mais englobe au contraire toute variante reprenant, avec des moyens équivalents, les caractéristiques essentielles énoncées plus haut.

Claims (10)

REVEND I CAT IONS

1. Procédé de fabrication d'une conduite tubulaire en matériau thermoplastique, notamment une conduite de carburant destinée à équiper un véhicule automobile, confor mément à une configuration prédéterminée avec au moins un coude, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes successives suivantes

a) on réalise par extrusion un tube partiellement annelé (10) comportant autant de tronçons annelés (12) que la conduite doit comporter de coudes, le ou chaque tronçon annelé (12) se raccordant directement, à chacune de ses extrémités, à un tronçon rectiligne lisse (11) ;

b) on conforme le tube partiellement annelé (10) ainsi obtenu en correspondance directe avec la configuration définitive désirée, avec un maintien de cette configuration assuré par des appuis (60) associés aux tronçons rectilignes lisses (11) ;;

c) on chauffe le ou les coudes que forment le ou les tronçons annulaires (12) du tube partiellement annelé (10) ainsi conformé, jusqu'à obtention du degré de ramollissement nécessaire ;

d) on refroidit le tube partiellement annelé (10) pour figer sa configuration définitive, avant de dégager finalement de ses appuis de maintien (60) la conduite tubulaire (100) ainsi réalisée.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on réalise, lors de l'étape a), un tulipage (13) de l'un au moins des deux tronçons rectilignes lisses (11) d'extrémité.

3. Procédé selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que l'étape b) est mise en oeuvre par simple insertion des tronçons rectilignes lisses (11) entre des paires de butées ou des colliers associés (61), qui sont disposés de telle façon que chaque tronçon rectiligne lisse (11) soit maintenu en correspondance avec sa configura tion définitive.

4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le chauffage mis en oeuvre lors de l'étape c) est réalisé par soufflage d'air chaud sur le ou les coudes du tube partiellement annelé (10).

5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que le soufflage d'air chaud est effectué seulement du côté intérieur du ou de chaque coude.

6. Procédé selon la revendication 4 ou la revendication 5, caractérisé en ce que le refroidissement mis en oeuvre lors de l'étape d) est réalisé par soufflage d'air froid sur les zones précédemment chauffées.

7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que le soufflage d'air froid est réalisé en utilisant les moyens (70), tels que buses de soufflage, ayant précédemment servi pour le soufflage d'air chaud.

8. Dispositif de mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comporte une table de support (50) sur laquelle sont disposés des appuis de maintien (60), tels que des paires de butées ou des colliers (61) dont la position spatiale est réglable, ainsi que des buses de soufflage (72) dont la position et l'orientation sont également réglables, disposées en des zones intermédiaires entre les appuis de maintien (61) adjacents.

9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que les buses de soufflage (72) sont conçues pour souffler de l'air chaud ou de l'air froid sans modification de leur position sur la table de support (50).

10. Conduite tubulaire (100) en matériau thermoplastique, notamment en polyamide, obtenue à partir d'un procédé selon l'une des revendications 1 à 7, et comportant une succession de tronçons rectilignes (101) et de tronçons coudés (102), dans laquelle chaque tronçon rectiligne (101) est lisse et chaque tronçon coudé (102) est annelé.