Brevet FR2004092A1 — publié le 19691121

i 2004092 L'invention concerne un dispositif pour fabriquer des corps à section annulaire, par exemple des tuyaux ou tronçons de tuyau en matière thermoplastique, notamment en matière synthétique organique, qui est constitué par une presse boudineuse et une tâte 5 d'extrusion placée à la suite de celle-ci et comportant un carter, un noyau, une ouverture d'entrée et ure filière annulaire destinée à la sortie de la matière thermoplastique ainsi qu'une chambre d'accumulation pouvant être vidée par un piston annulaire et en amcnt de laquelle est prévu un canal annulaire ou cylindrique. IQ On connait déjà un appareil de ce genre dans lequels entre le canal d'amont en forme de chambre annulaire et la chambre d'accumulation concentrique à celui-ci est prévue ur;e douille le long de laquelle est guidée la surface latérale interne du piston annulaire. A l'extrémité inférieure de cette douille,, la matière 15 s'écoule de la chambre annulaire dans la chambre d'accumulation' et en même temps, elle repousse le piston annulaire à l'une de ses positions extrêmes en remplissant la chambre d'accumulation. Il est inévitable que les portions de matière qui arrivent en premier lieu dans la chambre d'accumulation séjournent le plus 20 longtemps dans la tête d'extrusion tandis que les portions de matière qui arrivent dans la chambre d'accumulation immédiatement avant la fin du processus de remplissage et donc immédiatement avant le début du processus d'évacuation de cette chambre, assuré par le piston annulaire, ne restent que très peu de temps à l'in->5 térieur de la tâte d'extrusion. Ainsi, dans cet appareil connu, il est inévitable en fin de compte que le laps de temps qui s'écoule entre l'entrée des particules dans la tête d'extrusion et leur sortie par la filière annulaire soit très variable. C'est surtout le cas pour les particules ou couches de matière qui se 3Q troavent à proximité immédiate de la surface frontale du piston annulaire, qui agit sur la matière dans la chambre d'accumulation. En général, lorsque la chambre d'accumulation se vide, ces particules de matière ne sont plus poussées hors de la tête d'extrusion à travers la filière annulaire. Elles restent plutôt dans la 35 région comprise entre la chambre d'accumulation et la filière annulaire, jusqu'au processus d'évacuation suivant. Autrement dit, le temps de séjour de ces particules à l'intérieur de la tête d'extrusion est plusieurs fcis supérieur à celui des particules qui arrivent dans la chambre d'accumulation immédiatement avant le 69 05894 n 2004092 début du processus d'éjection» Ces temps de séjour différents si en outre difficiles à contrôler sont extrêmement défavorables è la qualité du produit final et il importe jeu que le produit îi.:I soit un tronçon de tuyau ou bien un objet éventuellement fabric; : 5 à partir de celui-ci» ■ ar exemple par soufflage. L'invention a donc pour but de perfectionner le dispositif : de façon telle que l'on puisse uniformiser le temps de séjour des différentes particules de matière à l'intérieur de la têt? d'injection. Il est vrai que dans le cas normal il ne sera gu 10 possible d'obtenir un temps de séjour absolument uniforme pour la totalité des particules de matière. Toutefois, l'invention vise à aboutir à des différences assez minimes pour qu'elles restent sans influence sur -la qualité du produit final. Pour résoudre ce problème;, l'invention propose que. le canal 15 disposé en amont et concentrique à 1& chambre d'accumulation s?'"/ limité par ur.e partie fixe de le tête d'extrusion et par 1.- p" annulaire lui-même.La partie fixe peut être le noyau ou encore 1.3 carter. Dans 3e premier cas, le canal d'amont présente en gér>>'~ ~ une foime annulaire. Dans le deuxième cas, le canal 20 d'amont peut présenter une section sensiblement circulaire. I; canal peut être limité par la surface latérale interne ou externe du piston annulaire. Lorsque la matière est amenée dans le centre de la .tête d'extrusion et que le noyau est maintenu par des entretoises ,?e-25 liées au carter de la tâte d'extrusion, le canal qui est alors généralement annulaire et la chambre d'accumulation peuvent . être disposés en aval des entretoises dans le sens, d'écoulement de la matière et plus précisément, la chambre d'accumulation entoure de préférence concentriquement les entretoises. D'autre 3G part, il est possible aussi de dispee er la chambre d'accumulât!os, à l'intérieur du .noyau de sorte qu'elle est avantageusement entourée concentriquement par les entretoises. L'avantage de cette . structure est de ne pas nécessiter une augmentation du diamètre de la tête d'extrusion dûë à la présence de la chambre d'g.cçupiH^ 35 lation, ou seulement une augmentation-négligeable. Cela est important parce que dans la transîormati oh par soufflage des tronçons de tuyau fabriqués, il faut souvent-extrudèr plusieurs tronçons de tuyau par un nonbre correspondant de têtes d'extrasioa immédiatement juxtaposées. Cette nécessité résulte du fait qusen 69 05894 3 2QÔ4092 vue d'une productivité suffisante la machine à. souffler est Bouyant munie de plusieurs cavités de moulage immédiatement* juxtaposées, un tronçon de tuyau devant être introduit dans chaque cavité du moule. Il est évident que l'on vise à rendre 5 aussi faible que possible 1'encombrement de ces cavités de moulage. Cela suppose aussi, "bien entendu, une disposition tout aussi rapprochée des têtes d'extrusion. Il est alors indispensable de maintenir aussi petit que possible le diamètre de ces têtes d'extrusion. Cela est plus facile à obtenir lorsque la chambre I& d'accumulation de chacune de ces têtes est disposée à I1intérieur du noyau de ladite tâte d'extrusion que lorsqu'elle est disposée entre le noyau et le carter. Les considérations ci-dessus sont valables aussi, au moins dans une certaine mesure, pour un autre moie d'exécution flâna le-15 iuel la matière est introduite dans la tête d'extrusion je r le centre et le noyau est maintenu par des entretoises reliées au carter de la tête d'extrusion et dans lequel, selon uie autre proposition de l'invention, le canal et la chambre d'accumulation peuvent être disposés, dans le sens d'écoulement de la matière, 2G en amont des entretoises ou des canaux de passage délimités par celles-ci» En pareil cas, on peut adopter une disposition dans : laquelle la chambre d'accumulation entoure concentriquement l'ouverture centrale d'entrée qui est généralement cylindrique. Bans cette construction, il est souvent possible aussi de choisir 25 le diamètre de la chambre d* accumulation de façon telle qu'il ne dépasse pas, ou seulement dans une mesure négligeable, le diamètre maximal du noyau Pour tous les nodea d'exécution, il peut Stre avantageux que la chambre d'accumulation soit vidée par le piston annulaire en 3Q fonction d'une pression déterminée et réglable qui règne à l'intérieur de la tête d'extrusion. Selon l'invention, on peut y parvenir en interposant un élément élastique entre le piston annulaire ou un prolongement de celui-ci et un interrupteur de fin de course qui déclenche le renversement du mouvement du piston* 35 dans le sens de l'évacuation. Quatre exemple d'exécution de l'invention sont représentés par les dessins sur lesquelss la figure 1 est la coupe longitudinale d'une tête d'extrusion avec amenée latérale de la matière, 69 05894 2004092 ia figure 2 montre schomatiquement en ac *ape lonci tudin"ile une tête d'extrusion avec amenée centrale de la matière, dan ; laau«lle la chambre d'accumulation, placée en aval des entretoisea est disposée à l'extérieur du noyau, 5 la figure 3 est la coupe longitudinale d'une tête d'extrusion comportant une chambre d'accumulation disposée à l'intérieur du noyau, en aval des entretoises, la figure 4 montre 3chématiquement en coupe longitudinale une tête d'extrusion dans laquelle la chambre d*accumulation est IG disposée en amont des entretoises. La figure 1 montre une tête d'extrusion reliée à une axtrudeuse à vis 11 dans laquelle la matière thermoplastique est plastifiée sous l'action de la chaleur par une vis 12 et amenée à la tête d'extrusion dans le sens de la flèche 13. La tête est essentiel-15 le ment formée d'un carter 14, d'un noyau 15 dirigé longitudinale icent, d'un piston annulaire 16 guidé dans une chambre d'accumulation 26 et d'une matrice 17 qui limite la filière 19, conjointement avec la région terminale inférieure du noyau 15. En général, la tête d'extrusion 10 est munie extérieurement de manchons 2Q de chauffage pour maintenir la matière thermoplastique à la température nécessaire. Four plus de clarté, ces manchettes ne sont pas représentées. Le noyau 15 est maintenu dans sa région supérieure conique 20 par xine douille 21. Dans la région de cette douille 21, il est 25 muni de deux évidements 22 situés à 180® l'un de l'autre. Ces évidements, à section en arc, s'élargissent de haut en bas. A leur extrémité inférieure, leur largeur mesure 180® d'arc. Ils rejoignent la chambre annulaire 23 qui est délimitée par la région centrale du noyau 15 et le piston annulaire 16, lorsque 3Û celui-ci oceupe une position plus basse que la position extrême vers le haut. les deux évidements 22 sont reliés au eanal d'entrée 25 par deux canaux intermédiaires 24 qui sont également à l'opposé l'un de l'autre. Le canal 25 est disposé dans la douille 21 déjà men-35 tionnée. Il est relié à l'ouverture de sortie de l'extrudeuse à vis 11. La matière thermoplastique qui s'écoule de l'extrudeuse à vis forme tout- d'abord un courant unique qui se subdivise en deux courants partiels à son entrée dans les deux canaux iatermédiairas 69 05894 5 2004092 24* En cet endroit, donc dans les canaux intermédiaires, les deux courants partiels contournent 1g noyau 15 par des côtés différents en faisant chacun ur; arc d'environ 90°, plus précisément jusqu'au dessus des deux évidemants 22. En cet endroit, les 5 deux courants partiels sont déviés vers le bas et arrivent dans les évidements 22 où les deux courants sont répartis à la périphérie du noyau 15 à mesure que lo largeur de ces évidements augmente, jusqu'à ce qu'ils se rejoignent finalement à l'extrémité inférieure de ces deux évidements 22 et affluent à la chambre IO annulaire 23» A la transition entre les deux évidements 22 et la chambre annulaire 23 qui fait suite, les deuxcourants partiels se réunissent en une structure tubulaire qui entre ensuite dans la chambre d'accumulation 26. Le piston annulaire 16 qui est guidé dans celle-ci est représenté à droite du dessin dans sa posi-15 tion extrême ver3 le bas et à gauche dans sa position extrême -vers 1b haut. En partant de la position la plus basse occupée par le piston 16 immédiatement après la fin d'un processus d'éjection, la matière qui s'écoule à travers l'espacement annulaire 23 se place 20 sous la surface frontale inférieure 27 et repousse le piston vers le haut. Il n'est pas nécessaire de prendre des précautions spéciales pour éviter que la matière ne sorte de la filière 19. Au contraire, on peut partir de ce principe que la résistance d'écoulement que la matière doit surmonter en s'écoulant par la filière 25 19 sst notablement plus grande que la résistance^ opposée par le piston 16 à son refoulement vers le haut. Autrement dit, il ne sort pas de matière par la filière 19 ta^t que le pis ton n'a pas encore atteint sa position extrême supérieure. Pendant que le piston 16 est repoussé vers le haut, la matière 30 qui s'écoule à travers la chambre annulaire 23 se place sans cesse sous la surface frontale inférieure 27 du piston. On est ainsi assuré que la matière qui est entrée la première dans la région inférieure de la chambre d'accumulation 26 pendant le processus de remplissage y reste aussi dans la suite de ce proces-35 sus et que par suite, lors du processus d'éjection suivant, elle est aussi éjectée la première par la filière 19. Par suite, le temps de séjour est également uniformisé obligatoirement . Naturellement, il est inévitable que la matière qui se trouve, à la fin du processus d'éjection, dans la région 28 entre la chambre 69 05894 2004092 d'accumulation 26 ou la chambre annulaire 23 et la filière 19 y reste jusqu'au processus d'éjection suivant. Il s'agit de la matière qui est entrée en dernier lieu dans la chambre d'accumulation 26 et qui sera éjectée la première lar 3 du processus 5 d'éjection.suivant. Le mouvement du piston annulaire 16 dans le sens d'extrusion et le déclenchement de ce mouvement sont assurés par des moyens connus. Le mouvement de retour à la position la plus haute est assuré comme on l'a dit par la matière qui afflue, donc indéper-IC damment de l'entrainement- généralement hydraulique- du piston annulaire 16. Par suite, dans tous les cas, une concordance absolue est assurée entre 3e mouvement de recul du piston 16 ei le processus de remplissage, à l'intérieur de la chambre d'acci> mulation 26. 15 Dans la tête d'extrusion de la figure 2, où toutes les parties communes avec l'exemple d'exécution de la figure 1 sont désignées par des références augmentées de 1©0, le noyau 115 de la tête d'extrusion est disposé d'une autre façon. La matière qui vient de l'extrudeuse à vis non représentée entre , après avoir été 2C déviée suivant la flèche 130» dans un canal vertical 131 qui présente le plus souvent une section circulaire. En direction de la filière située à l'extrémité inférieure de la tête d'extrit^ sion 110, ce canal 131 se continue par une chambre annulaire 132 qui est délimitée par le carter 114 et le noyau 115. Ce dernier 25 présente en sa région supérieure la forme d'un double cône. La partie supérieure 115a se rétrécit en sens opposé à l'écoulement de la matière. La partie inférieure 115b .se rétrécit en directiwi de la filière, donc dans le sens d'écoulement de la matière. Cet/ce partie se continue par le noyau 118. 3(0, Le noyau 115 est maintenu par des entretaises 133 qui ls relient eu carter 114. La chambre annulaire 132 située dans la région s«i= périeure du noyau se continue, dans le sens d'écoulement âe la matière, par un certain nombre de canaux individuels disposés entre les entretoises 133. Chacun de ces canauac 134 est délimité 35 par deux entretoises, le noyau 115 et le carter 114. Ils comment cent -tous à l'extrémité supérieure 135 des entretoises. A l'extra® mité inférieure 136, ils rejoignent une chambre aimulaire 137 qeii débouche dans la filière. De préférence, les canaux 134 présentent sur toute leur extansi®: 69 05894 2004092 longitudinale une largeur constante en direction circonférentiel-le et 1b ur épaisseur- distance antre 1r noyau 115 et le capter 114- est constante. Il s'ensuit que l'ensemble des canaux présent® en direction circonférentielle la même largeur que la chambre 5 annulaire 132 immédiatement au dessus des entretoises 153." Grâce à cela» la matière ne subit pas de variations de pression et seulement des variations négligeables de vitesse* Bans l'exemple d'exécution de la figure 2't la chambre d'accu-' nulation 126 est disposée dans le carter 114 et plus précisément, 10 elle entoure à peu prè3 concentriquement les entretoises 133 et les canaux 134 situés entre ceux-ci. Sur la figure 2, le piston annulaire 116 est représenté en trait plein dans sa position la plus basse et en trait mixte dans sa position la plus haute 15 Bans l'exemple d'exécution de la figure 3, les parties qui concordent avec le mode d'exécution de la figure 2 portent des références correspondantes, augmentées de 1GO. Ici encore, le noyau 215 est relié au carter 214 de la tête d'extrusion 210 par des entre toises 233» de la façon déjà décrite. En ce qui concerne 2a l'entrée de la matière par un canal'central 231» la distribution de la matière, la structure et les dimensions des canaux individuels 234» les indications données à propos de la ligure 2 sont valables. Mais à la différence de l'exemple précédent, la chambre d'accu-25 mulation 226 se trouve à l'intérieur du noyau 215 et plus précisément» son entrée se trouve à peu près à la hauteur de l'extrémité inférieure 236 des entretoises 233» Ici encore» la piston annulaire 216 est représenté en trait plein dans sa position inférieure et en trait mixte dans sa position supérieure 216a . 30 l'amenée de l'agent d'actionnement, par exemple d'un fluide hydraulique » peut se faire ici par des conduits 240 qui passent à travers les entretoises 233. Le mouvement de descente du piston 216» de sa position la plus haute 216a à sa position la plus basse 216» peut être déclenché 35 par un interrupteur de fin de course 241 sur lequel le piston agit dans sa position la plus haute, avec interposition d'un ressort 242. Par suite, il est possible de commander le piston pour entrainer le processus d'évacuation, en fonction de la pression qui règne dans la tête d'extrusion» Bien entendu, cette 69 05894 2004092 disposition est possible aussi dans les sistres exemples d'exécution. Sans l'exemple d'exécution de la figure 4» où les parties correspondantes sont désignées pçr des références augmentées de 5 ICC- par rapport à lu figure 3» 1" ch-.mbre d'accumulation 526 est disposée dans le carter 314 en amont des entretoises 333 et des canaux 334 situés entra ceux-ci. la disposition est telle que le canal d'entrée 331 est entouré concentriquement par la chambre d'accumulation 326. Ici encore, le piston annulaire 316 est re-Iô présenté dans sa position inférieure en trait plein et dans sa position supérieure 316a en trait mixte Dans tous les autres exemples d'exécution, le canal 23» 123» 223 disposé concentriquement à la chcmbre d*accumulation et en amont de celle-ci présente une section annulaireg par contre 15 le canal 323 de l1exemple de la figure 4 présente, au moins dans sa région supérieure, u::e section de préférence circulaire en. forme de disque complet. 69 05894 9 2004092 REVENDICATIONS 1) Dispositif destiné à fabriquer de?; corps à section annulaire par exemple des tuyaux ou tronçons do tuyau en matière thermoplas- tique, notamment on matière synthétique organique, constitué par 5 une presse boudineuse et une tête d'extrusion placée à la suite de celle-ci et comportant un carter, un noyau, uuc; ouverture d'entrée et une filière annulaire destinée à la sortie de la matière thermoplastiqua ainsi qu'une chambre d'accumulation pouvant être vidée par un piston annulaire et en amont de laquelle IQ- est prévu un canal annulaire ou à section sensiblement circulaire ledit dispositif étant caractérisé en ce que ledit canal d'amont, concentrique à la chambre d'accumulation, est délimité par une partie fix* de la tête d'extrusion et par le piston annulaire. 2) Dispositif selon la rever. Ucution 1, caractérisé en ce que 15 le canal d'amont est délimité par le noyau et par le piston annulaire . 3) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le canal d'amont est délimité par le carter et par le piston annulaire. 2Q 4) Dispositif selon les revendications 1 à 3» caractérisé en ce que le canal d'amont est délimité par la surface latérale interne du piston annulaire. 5) Dispositif selon les revendications 1 à 3 caractérisé en ce que le can^.l est limité par la surface latérale externe du piston 25 annulaire. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, flans lequel la matière est amenée dans le centre de la tête d'extrusion et le noyau est maintenu par des entretoises reliées au carter de ladite tête d'extrusion, caractérisé en ce que 3& dans le sens d'écoulement de la matière, le canal annulaire et la chambre d'accumulation sont disposés en aval des entretoises. 7) Dispositif selon la. revendication 6 caractérisé en ce que la chambre d'accumulation entoure concentriquement les entretoises. 8) Dispositif selon la revendication 6 caractérisé en ce que 35 la chambre d'accumulation est disposée à l'intérieur du noyau et est,de préférence, entourée concentriquement par les entretoises. 9) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 dans lequel la matière est amenée dans le centre âe la tête d'extrusion et le noyau est maintenu par des entretoises reliées au BAD ORIGINAL 69 05894 w 2004092 carter de la tâte d'extrusion, caractérisé en ce que, dans le sens d'écoulement de la matière, le canal et la chtimbre d'accumulation sont disposés en amont des entretoises ou des canaux de passage délimités par celles-ci. 5 10) Dispositif selon la revendication 9 caractérisé en ce que la chambre d'accumulation entoure concentriquement l'ouverture centrale d'entrée. 11) Dispositif selon l'une quelconque des revendications .précédentes caractérisé en ce que le vidage de la chambre d'accumula-IC tion par le piston annulaire est déclenché lorsque la pression qui règne à l'intérieur de laditechambre atteint une valeur déterminée et réglable. * bad ORIGINAL