Brevet FR2003779A1 — publié le 19691114

La présente invention concerne tm dispositif de remplacement de tamis pour extrudeuses destinées à façonner des masses thermo-plastiques, ce dispositif devant permettre de remplacer rapidement des tamis encrassés. De tels tamis assurent le filtrage et 5 la purification des masses thermoplastiques refoulées par l'ex-trudeuse, par exemple pour retenir au passage des particules de matériau non désagrégées, des additifs colorants ou des charges non mélangées, ainsi que des particules dfimpuretés diverses. Les dispositifs de remplacement de tamis doivent permettre de rempla-10 cer le tamis encrassé contre un tamis propre sans obliger à inter rompre la production de 11extrudeuse. De cette façon, non seule- . ment on évite toute diminution de production, mais on évite également de devoir introduire à nouveau dans les dispositifs de refroidissement et d'évacuation le produit d'extrusion après l'in-15 terruption de la production. On sait déjà utiliser un tamis coulissant comportant deux jeux de tamis interchangeables qui se déplace par procédé mécanique ou hydraulique. L'étanchéité de la coulisse par rapport aux canaux de passage du matériau d'extrusion est assurée par des ba-20 gues d'étanchéité élastiques réajustables. Mais on a constaté que, en cours de fonctionnement de tels dispositifs, il est impossible d'empêcher de façon certaine la sortie de la masse plastique fondue, de sorte que le dispositif est encrassé par la masse fondue qui sort et est rendu inutilisable. 25 Pour améliorer l'étanchéité, on sait donner également au ca dre à coulisse la forme d'un double coin, de sorte que la surface de la coulisse se coince dans les bagues d'étanchéité mobiles par des surfaces extérieures sphériques dans des portées correspondantes en forme de sphères creuses, ce qui doit permettre de réa-30 liser l'étanchéité. Mais on a constaté que, par suite de l'usure inévitable aux surfaces en coin et aux bagues d'étanchéité, la position concentrique des jeux de tamis enayant des canaux d'arrivée du matériau ne peut être assurée de sorte qu'il se forme des "angles morts" défavorables au point de vue de l'écoulement. 35 Dans un autre dispositif connu, une certaine amélioration est obtenue grâce au fait que, une fois terminé le déplacement de la coulisse, un vérin hydraulique supplémentaire applique une douille d'étanchéité coulissante contre la coulisse, par exemple par l'intermédiaire de surfaces en coin. Mais, si ce dispositif 40 offre l'avantage de réaliser une étanchéité satisfaisante, il 69 06872 2 2003779 présente l'inconvénient que la commande à poursuite des deux cylindres hydrauliques est très dispendieuse et sujette aux incidents de fonctionnement parce qu'on est obligé d'utiliser des commutateurs de fin de course et des servo-vannes et parce que la 5 présence de la douille d'étanchéité coulissante et de ses éléments d■actionnement augmente notablement l'encombrement en longueur du dispositif de changement de tamis. Enfin» dans le même but, on connaît également un dispositif de tamisage dans lequel deux jeux de tamis montés à poste fixe 10 sont traversés par le courant de masse plastique fondue au moyen d'un système de quatre robinets trois voies de telle façon que le tamis encrassé est traversé en sens opposé par une partie de la masse fondue épurée. Les impuretés ammassées de cette façon sont évacuées par rinçage. 15 En dehors du fait que ce type de dispositif est très coûteux et qu'il repose sur un principe de construction défavorable du point de vue de l'écoulement des fluides, ce qui ne permet pas de l'utiliser pour des matières plastiques sensibles à la chaleur, la quantité de pâte fondue nécessaire pour nettoyer par rinçage 20 le filtre encrassé représente une perte en matériau importante. En outre, le débit de sortie pendant Ieopération de rinçage est diminué notablement ce qui rend impossible toute production en continu. La présente invention propose un dispositif de changement de 25 tamis qui évite les inconvénients des dispositifs antérieurs connus et qui permet un changement extrêmement rapide de tamis sans gêner le rythme de production, tout en assurant une étanchéité entièrement satisfaisante dans la position terminale de la coulisse portant les jeux de tamis. 30 L'invention s'applique à un dispositif de changement de ta mis pour extrudeuses destinées à traiter des masses thermoplastiques et comportant un cadre coulissant avec deux jeux de tamis interchangeables, qui se déplace au moyen d'un dispositif de déplacement mû par action de force dans un guidage à cassettes rac-35 cordé à l'extrémité de refoulement de 1'extrudeuse. L'invention est caractérisée en ce que le guidage à cassettes se compose de deux demi-cages mobiles l'une par rapport à l'autre dans le sens de déplacement contre lesquelles le cadre coulissant s'appuie dans les deux positions terminales par des surfaces de butée, et 40 elle est également caractérisée en ce que la butée du dispositif 69 06872 3 2003779 de déplacement relié par son organe de sortie avec le cadre coulissant est montée mobile dans le sens de pression par rapport au guidage à cassettes et est assemblée solidairement avec un dispositif de blocage destiné à bloquer les demi-cages contre la cou-5 lisse, des éléments élastiques mis sous tension préalable étant prévus entre le dispositif de blocage et les demi-cages pour maintenir le dispositif de blocage en position de non-fonctionnement pendant le déplacement de la coulisse, la force élastique de ces éléments élastiques étant inférieure à la pression exercée par le 10 dispositif de déplacement sur la butée après arrivée du cadre coulissant à sa position terminale, et la tension préalable de ces éléments élastiques étant supérieure à la force nécessaire pour le déplacement de la coulisse. Par conséquent, l'opération d'é-tanciiéité est assurée par la force de réaction du dispositif de 15 déplacement, de préférence vérin hydraulique, qui, contrairement à ce qui se passe dans les dispositifs connus, est lui-même monté mobile, sans qu'il soit nécessaire de prévoir de dispositifs de commande et de commutation supplémentaires. Grâce à l'élément élastique agissant pendant le mouvement de déplacement dont la 20 force élastique est supérieure à la pression nécessaire pour déplacer le cadre coulissant mais inférieure à 3ia force de réaction qui se manifeste à la butée du dispositif de déplacement après arrivée du cadre coulissant à sa position terminale, on a la certitude que les demi-cages du guidage à cassettes ne peuvent se 25 bloquer contre le cadre coulissant pendant l'exécution du déplacement. Le dispositif suivant l'invention donne au dispositif de changement de tamis un faible encombrement en longueur dans le sens de l'écoulement, ce qui assure de bonnes conditions d'écou-30 lement pour la masse plastique fondue. De plus, le mode de réalisation prévu par l'invention pour le dispositif de déplacement permet à l'opération de changement de tamis de s'effectuer dans un temps très bref parce que 1'actionnement du dispositif de déplacement provoque automatiquement le déblocage du dispositif de 35 blocage, le déplacement du cadre coulissant portant les jeux de tamis et, après arrivée du cadre coulissant en position terminale^ le rétablissement du blocage. Ce changement de tamis peut s'effectuer en quelques fractions de seconde et cela sans éléments de commande délicats et sensibles aux incidents de fonctionnement de 40 sorte qu'on a la certitude d'éviter toute interruption du dérou 69 06872 4- 2003779 lement continu de la production. L'étanchéité de la cassette est assurée de façon entièrement satisfaisante et, dans le dispositif suivant l'invention, l'usure inévitable qui se manifeste aux surfaces d'étanchéité ainsi qu'aux surfaces en coin n'a aucune influ-5 ence perturbatrice sur la position correcte des jeux de tamis par rapport au canal d'arrivée de matériau. Selon un développement de l'invention, le dispositif de blocage peut être constitué de clavettes de blocage enserrant les demi-cages, reliées à la butée du dispositif de déplacement, et 10 comportant au moins un double coin en angle obtus sur au moins •une surface de pression avec des surfaces en double coin complémentaires sur la contre-surface de pression correspondante des demi-cages. Selon un mode de réalisation avantageux, il existe un profil en double coin multiple, de préférence un double profil en 15 double coin, et ceci uniquement entre l'une des demi-cages et les deux clavettes de blocage, tandis que l'autre demi-cage et la surface des clavettes de blocage appliquée contre cette surface de cage sont à plans parallèles. Néanmoins, le dispositif de blocage peut être également formé par des systèmes de leviers à genouil-20 1ère prévus entre des organes d'actionnement reliés solidairement à la butée du dispositif de déplacement et les demi-cages. Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux de l'invention, les organes élastiques qui maintiennent le dispositif de blocage en position de non-fonctionnement pendant le dé-25 placement du cadre coulissant sont formés chacun par un groupe de ressorts à disques mis sous tension préalable qui sont prévus dans - des douilles à ressort disposées sur les clavettes de blocage, qui font saillie à l'intérieur d'évidements de la demi-cage mais sont plus courtes que ces évidements, chaque groupe de res-30 sorts à disques s'appuyant à chaque extrémité par l'intermédiaire d'une rondelle de pression contre ion collet terminal de la douille à ressort et contre un organe de pression faisant saillie par l'orifice central du collet terminal, en contact contre les surfaces terminales des demi-cages, et dont la longueur dans le sens 3 5 cLe pression est supérieure à celle du collet terminal de douille à ressort. Suivant un développement de l'invention, pour assurer la position du jeu de tamis nettoyé et non utilisé, des plaques de serrage reliées par un étrier à ressort peuvent venir s'appliquer 40 des deux côtés contre la partie du cadre coulissant qui sort de 69 06872 5 2003779 la cage à cassettes. Suivant un mode de réalisation avantageux de l'invention, qui peut d'ailleiirs être également utilisé avantageusement avec d'autres dispositifs de changement de tamis à doubles coulisses porte-tamis, ces plaques de serrage peuvent être équi-5 pées d'éléments chauffants plats destinés à chauffer la partie du cadre coulissant sortant de la cage à cassettes. Grâce à ce dispositif de chauffage agissant de l'extérieur, il est inutile de monter un dispositif de chauffage séparé dans chaque demi-cage avec son propre palpeur pyrométrique. Grâce au mode de chauffage 10 proposé par l'invention, la hauteur du cadre coulissant ainsi que les dépenses de chauffage peuvent être diminuées. En assurant la position au moyen de plaques de serrage, on a l'avantage que le jeu de tamis nettoyé et réintroduit dans la coulisse ne peut pas s'en échapper par suite des vibrations de la machine ce qui, au 15 moment du déplacement suivant de la coulisse, provoquerait la destruction du jeu de tamis. Les caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront d'ailleurs de la description qui va suivre, à titre d'exemple, en référence au dessin annexé dans lequel : 20 - la figure 1 représente en coupe longitudinale le disposi tif de changement - de tamis suivant l'invention; - la figure 2 représente une coupe effectuée suivant la ligne II-II de la figure 1 ; - la figure 3 représente à plus grande échelle -une coupe ef-25 fectuée suivant la ligne III-III de la figure 2, et - la figure 4 représente une coupe effectuée suivant la ligne IV-IV de la figure 2 avec un dispositif non représenté à la figure 2 mis en place alternativement pour assurer la position du jeu de tamis du demi-cadre coulissant sorti et pour en effectuer 30 le chauffage. A l'extrémité du cylindre de refoulement 1a d'une extrudeuse non représentée par ailleurs comportant la vis sans fin de refoulement 1b est vissée une première demi-cage 2 qui comporte des talons de blocage 2a et 2b. Entre la première demi-cage 2 et une 35 deuxième demi-cage 3 de la cage à cassettes comportant les talons de blocage 3a et 3b est disposé mobile latéralement un cadre coulissant 4 pour deux jeux de tamis interchangeables 5,â et 5^» les boulons 6 (figure 2) assurant l'une par rapport à l'autre les deux demi-cages 2 et 3 contre un déplacement latéral, alors que 40 ces deux demi-cages peuvent se déplacer légèrement l'une par rap 69 06872 6 2003779 port à l'autre dans le sens d9avancement du matériau. Dans chacune des deux positions terminales du Gadre coulissant 4, des cames 4a, 4b viennent s'appliquer contre les demi-cages 2 et 3 de sorte qu'est assurée dans les demi-cages 2 et 3 la 5 position concentrique de celui des jeux de tamis 5a ou 5b qui est utilisé par rapport aux canaux 2c et 3c amenant le matériau. Après qu'est atteinte l'une ou l'autre des positions terminales, la pression du vérin à simple effet 7a ou 7b qui provoque à ce moment là le déplacement s'exerce ea totalité sur la traverse 8a ait 10 8b et se transmet par l'intermédiaire des tirants 9a ou 9b à des clavettes de blocage 10a, 10b qui sont déplacées latéralement contre la force de groupes de ressorts 11a, 11b mis sous tension préalable et s'appuyant contre les demi-cages 2, 3» ces demi-cages 2, 3 étant comprimées par l'intermédiaire de surfaces en coin 15 3d contre le cadre coulissant 4, en assurant une obturation étanche. Les vérins hydrauliques 7a et 7b sont, de façon connue en soi, alimentés en huile de pression alternativement pour chaque opération de déplacement. Les groupes de ressorts 11a et 11b ont pour rôle de mainte-20 nir dans une position médiane de non-fonctionnement pendant le déplacement du cadre coulissant 4 les clavettes de blocage 10a, 10b do tées de doubles surfaces en double coin, de façon que le serrage des demi-cages 2 et 3 contre le cadre coulissant 4 ne commence pas tant que le déplacement n'est pas terminé. A cet ef~ 25 fet, la tension préalable à laquelle sont soumis les groupes de ressorts est supérieure à la force qui peut dans n'importe quel cas être nécessaire pour déplacer le cadre coulissant. D'autre part, la force des groupes de ressorts peut sans difficulté être surmontée par la force de réaction de celui des vérins de dépla-30 cernent qui est en action, lorsque le cadre coulissant a atteint sa position terminale du moment. La figure 3 montre de façon plus détaillée la structure des clavettes de blocage 10a, 10b. Les talons de blocage 2a, 2b de 10. demi-cage 2 ont de préférence une surface de pression plane 2d 35 sans inclinaison en forme de coin. Les surfaces en coin des clavettes 10a et 10b qui sont à leur contact sont de forme appropriée. Les talons de blocage 3a et 3b de la demi-cage 3» ainsi que la surface en coin correspondante des clavettes 10a et 10b présentent de préférence un double profil en double coin 3d qui agi 40 dans chacune des deux directions par deux surfaces en coin. Grâc 69 06872 7 2003779 à cette disposition on obtient une force de "blocage dirigée pratiquement suivant 11 axe dans les deux directions- de poussée. Les groupes de ressorts 11a et 11b engagés dans les douilles en deux parties 1©® et 10d fixées aux clavettes de blocage 10a et 10b 5 s'engagent pratiquement sans jeu dans des évidements correspondants 2e, 3e des talons de blocage 2a, 2b et 3a, 3b, ces évidements étant néanmoins plus longs que les douilles à ressorts 10c, 10d. Pendant le déplacement, les groupes de ressorts prennent appui par l'intermédiaire des rondelles de pression prévues à leurs 10 extrémités contre les collets terminaux situés des deux côtés des douilles à ressorts 10c, 10d. Par contre, la figure 3 représente une position de blocage suivant laquelle le groupe de ressorts est comprimé vers la droite du dessin par le collet terminal gauche des douilles 10c, 10d et, ce faisant, il exerce une pression 15 vers la droite contre les demi-cages 2 et 3 par l'intermédiaire d'un élément de pression faisant saillie à travers le collet terminal droit et formant dans cette position butée pour la rondelle de pression correspondante. Dans ce cas, le blocage des demi-cages 2 et 3 est réalisé contre le cadre coulissant 4. Par contre, 2 0 pendant le déplacement du cadre coulissant 4, les groupes de ressorts subissent uniquement de la part des clavettes de blocage une force antagoniste correspondant à la force de déplacement, de sorte que ces jeux de ressorts se détendent jusqu'à ce qu'ils viennent au contact contre les deux collets terminaux des douil-25 les 10ç et 10d, ce qui amène les clavettes à prendre une position médiane par rapport aux talons de blocage, grâce au logement sans jeu des jeux de ressorts avec les organes de pression dans les talons de blocage, position médiane dans laquelle l'effet de blocage est annulé. -50 La figure 4 montre le dispositif proposé par l'invention qui empêche le jeu de tamis nettoyé 5a, ou 6b de sortir du cadre coulissant 4 sous l'action des ébranlements de la machine, ce qui pourrait entraîner la destruction ou la détérioration du jeu de tamis lorsqu'ensuite le cadre coulissant se déplacerait. Des pla-35 ques de serrage 12a et 12b qui sont munies d'éléments chauffants plats 13a, 13b encastrés pour permettre de chauffer la partie sortie du cadre coulissant sont maintenues serrées élastiquement par l'étrier à ressort 14 contre le cadre coulissant 4 de sorte que celui-ci est chauffé-à la température de travail. L'étrier à 40 ressort 14 est accroché sur le tirant supérieur 9a, 9b et peut 69 06872 8 2003779 être engagé par la poignée 15 sur l'autre côté dtl cadre coulissant après le changement de tamis et le nettoyage du tamis sale. L'invention n'est pas limitée aux détails que comporte l'exemple de réalisation décrit. C'est ainsi que par exemple, à la 5 place de deux vérins hydrauliques à simple effet, on peut utiliser dans le même "but un vérin à double effet d'un côté, avec une seule traverse; ou bien, à la place du vérin hydraulique, on peut utiliser également dans le même but Tin moteur de déplacement avec broche filetée, la butée du moteur étant alors reliée aux clavet-10 tes de blocage et la broche au cadre coulissant, ou inversement. De plus, au lieu des surfaces en coin des clavettes, on peut utiliser par exemple des systèmes de leviers à genouillère. On n'a pas représenté non plus dans le dessin une possibilité de réajustage permettant de compenser l'usure des surfaces en coin et de 15 régler le jeu de fonctionnement correct aux clavettes de blocage, qui peuvent par exemple être obtenus au moyen de surfaces à coin doubles supplémentaires, mobiles l'une par rapport à l'autre. Le chauffage du dispositif de changement de tamis n'a pas été non plus représenté en détail. 20 Si, en raison du type de tête d'extrusion utilisé, le faible déplacement axial de la demi-cage 3 n'est pas possible pendant le déverrouillage et le déplacement du cadre coulissant, la sortie du canal 3ç peut prendre la forme de douille coulissante qui glis se de façon étanche dans une bride de raccordement vissée et as-2 5 semblée par exemple par l'intermédiaire des boulons 6 avec la demi-cage fixe 2. Dans ce cas, le guidage à cassettes serait formé par la demi-cage 2 et la dite douille coulissante. 69 06872 9 2003779 REVENDICATIONS 1.- Dispositif de remplacement de tamis pour extrudeuses destinées à façonner des masses thermoplastiques possédant tin cadre à coulisse comportant deux jeux de tamis interchangeables et 5 se déplaçant au moyen d'un dispositif de déplacement actionné par action de force dans un guidage à cassettes raccordé à l'extrémité de refoulement de 1'extrudeuse, caractérisé en ce que le guidage à cassettes se compose de deux demi-cages mobiles l'une par rapport à l'autre dans le sens d'extrusion contre lesquelles le 10 cadre coulissant vient s'appuyer dans ses deux positions terminales par des surfaces de butée;-caractérisé en outre en ce que la butée du dispositif de déplacement relié par son organe de sortie avec le cadre coulissant est montée mobile dans le sens de pression par rapport au guidage à cassettes et est reliée solidaire-15 ment à un dispositif de blocage destiné à bloquer les demi-cages contre le cadre coulissant;-caractérisé enfin en ce qu'il est prévu entre le dispositif de blocage et les demi-cages des éléments élastiques mis sous tension préalable qui maintiennent le dispositif de blocage en position de non-fonctionnement pendant 20 le déplacement du cadre coulissant, la force élastique de ces ressorts étant inférieure à la pression exercée par le dispositif de déplacement sur la butée après arrivée du cadre coulissant à sa position terminale et leur tension préalable étant supérieure à la force nécessaire pour déplacer le cadre coulissant. 25 2.- Dispositif de remplacement de tamis suivant revendica tion 1 caractérisé en ce que le dispositif de blocage se compose de clavettes de blocage reliées au dispositif de déplacement et enserrant les demi-cages, comportant au moins un double coin sur au moins une surface de pression et des surfaces en coin double 30 complémentaires sur la surface correspondante de contre-pression des demi-cages. 3.- Dispositif de remplacement de tamis suivant revendication 1 caractérisé en ce que le dispositif de blocage est formé par des systèmes de leviers à genouillère prévus entre les élé- 35 nients d'actionnement reliés solidairement à la butée du dispositif de déplacement et les demi-cages. 4.- Dispositif de remplacement de tamis suivant une des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que les éléments élastiques 9 06872 10 2003779 ayant pour rôle de maintenir le dispositif de blocage en position de non-fonctionnement pendant le déplacement du cadre à coulisse sont formés chacun d'un groupe de ressorts à disques sous tension préalable qui sont prévus dans des douilles à ressorts disposées 5 sur les clavettes de blocage, faisant saillie à l'intérieur d'é-videments des demi-cages mais plus courtes que ces évidements, chaque groupe de ressorts à disques prenant appui à chaque extrémité par l'intermédiaire d'une rondelle de pression contre un collet terminal de la douille à ressort et contre un organe de 10 pression faisant saillie par l'orifice central du collet terminal et au contact contre les surfaces terminales des évidements des demi-cages, cet organe de pression étant plus long que le collet terminal des douilles à ressorts dans le sens de pression. 5.- Dispositif de remplacement de tsms suivant une des re~ 15 vendications 1 à 4- caractérisé en ce que 9 pour assurer la position de celui des jeux de tamis qui a été nettoyé et n'est pas utilisé, des plaques de serrage reliées par un étrier à ressort s 'ap£3liquent de deux côtés contre la partie du cadre coulissant qui sort de la cage de guidage. 20 6.- Dispositif de remplacement de tamis suivant revendica tion 5 caractérisé en ce que les plaques de serrage sont équipées d'éléments chauffants plats destinés à eî^auffer la partie du cadre coulissant qui sort de la cage de guidage.