Brevet FR2004579A1 — publié le 19691128

La présente invention se rapporte à une machine destinée à travailler les matières plastiques en continu au moyen d'une vis montée rotative à l'intérieur d'un corps creux qui est muni à une extrémité d'une ouverture d'alimentation de 5 la matière et, à l'extrémité opposée, d'une ouverture de sortie de cette matière, et en particulier au moyen d'une vis qui présente un premier tronçon, de préférence tronconique, qui a pour fonction de travailler la matière de façon à obtenir le degré de plasticité et d'homogénéité exigé pour cette matière 10 et un tronçon cylindrique consécutif qui peut servir, suivant sa longueur, soit uniquement de support de l'extrémité en aval du tronçon de vis qui le précède, soit encore de moyen capable de créer dans la matière déjà travaillée une pression suffisante pour extruder cette matière à travers une filière, une lumière 15 annulaire, de section réglable délimitée par la surface intérieure de la cavité dans laquelle est logée la vis et par la surface extérieure d'un renflement annulaire du noyau de la vis, étant prévue au niveau du passage entre le premier tronçon de la vis et le deuxième. 20 Dans le 2ème certificat d'addition N° 90.683 du 9 août 1966 au brevet français N° 1.329-203* on décrit le réglage de la durée du brassage de la matière dans une machine pour le travail et l'extrusion d'une matière plastique en faisant varier la longueur de l'ouverture d'alimentation de 25 la matière afin de faire varier de façon correspondante la longueur de la zone de travail de cette matière. Dans ce même certificat d'addition on prévoit en outre, dans une zone située en aval de la zone de travail de la matière, un renflement annulaire du noyau de la vis qui constitue un élément de ré-30 glage fixe du débit de la matière, entre la zone située en amont dudit renflement annulaire et la zone située en avail de ce renflement, et qui détermine également un effet de laminage sur la matière qui passe sur ce renflement. Pour modifier la longueur de l'ouverture d'alimen-35 tation de la matière, il est déjà connu d'adopter des éléments amovibles qui présentent vers l'axe de la vis une surface capable de constituer un prolongement de la surface intérieure de la cavité dans laquelle est logé_e la vis. Toutefois, l'utilisation de ces éléments de fermeture ne permettait pas 40 dans certains cas d'assurer une progressivité suffisante du 69 04939 2004579 réglage de l'intensité de travail de la matière et nécessitait en outre que les dimensions de la machine soient supérieures à celles qui sont nécessaires pour obtenir un résultat analogue à celui qu'on peut obtenir avec le dispositif de réglage sui-5 vant l'invention. Le renflement annulaire du noyau constituait en outre un moyen de réglage du débit de la matière qui était établi au stade du projet de la vis mais qui ne pouvait pas être modifié ensuite en fonction des.caractéristiques des ma-10 tières traitées et du degré de travail désiré pour ces matières. L'invention a pour objet une machine qui comprend un corps présentant une cavité longitudinale munie à une extrémité d'une ouverture d'alimentation de la matière et, à l'extrémité opposée, d'une ouverture de déchargement de cette ma-15 tière; une vis montée rotative dans ladite cavité et qui présente, dans une zone intermédiaire, un renflement annulaire de son noyau; et un élément de réglage de la lumière annulaire qui est délimitée par la surface extérieure dudit renflement annulaire et par la surface intérieure de ladite cavité, ledit 20 élément étant monté pour pouvoir coulisser axialement dans la zone intéressée par le tronçon de vis situé en aval dudit renflement. La description qui va suivre en regard du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien com-25 prendre comment l'invention peut être réalisée. La figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'une machine suivant l'invention, dans laquelle le dispositif de réglage de la lumière annulaire se trouve à la distance maximale prévue du renflement annulaire du noyau de la vis. 30 La figure 2 est une vue en coupe longitudinale par tielle de la machine de la figure 1, dans laquelle ledit dispositif de réglage se trouve à la distance minimale prévue du renflement annulaire du noyau de la vis. La maehine représentée comprend un corps creux 35 tronconique 1 qui est rendu solidaire, à son extrémité de petit diamètre, d'un corps creux cylindrique 2. A l'extrémité de grand diamètre du corps tronconique 1 est prévue une trémie 3 pour l'introduction de la matière. 69 04939 2004579 A l'intérieur du corps tronconique 1 est prévue une chemise fixe 4 destinée au chauffage ou au refroidissement de la matière à travailler et de même, dans le corps cylindrique 2, sont prévues une chemise fixe 5 qui est rendue solidaire de la 5 chemise 4 et une chemise 6 qui peut se déplacer axialement dans le corps 2 grâce à la présence de clavettes 7 et 7'. Dans la cavité 9 du corps tronconique 1 est monté rotatif un tronçon de vis tronconique 10 solidaire, à son extrémité de petit diamètre, d'un tronçon de vis cylindrique 11 qui 10 est monté rotatif dans la cavité du corps 12 du corps cylindrique 2. Au niveau des extrémités des deux tronçons de la vis qui sont reliées entre elles, le noyau de la vis présente un renflement 13 en double tronc de cône. Le tronçon de vis tronconique 10 est disposé exeen-15 triquement par rapport à la cavité 9 dans laquelle il est logé et il présente un filet 14 qui s'enroule sur le noyau de ce tronçon avec un pas qui décroît de la trémie 3 vers un porte-filière 8. Le tronçon de vis cylindrique 11 est au contraire centré par rapport à la cavité 12 et il est muni d'un filet 15 20 qui s'enroule avec un pas constant sur le noyau correspondant. La vis 10,11 peut être chauffée ou refroidie au moyen d'un fluide qui peut etre introduit dans le noyau creux de la vis au moyen d'un tube 16 et en être déchargé à travers une bouche annulaire 17. 25 La conicité de la cavité 9 est supérieure à celle de la surface d'enveloppe du filet 14 de la vis tronconique 10, et l'axe de rotation du segment de vis tronconique 10 forme avec l'axe de symétrie de la cavité 9 un angle tel qu'une génératrice de la surface d'enveloppe des filets 14 touche dans 30 sa rotation une génératrice de la cavité 9- Dans la position diamétralement opposée à celle dans laquelle les deux génératrices se touchent, les deux génératrices de ces deux surfaces se trouvent à une distance mutuelle égale au double de la différence de leurs conicités. Il en résulte 35 que la surface d'enveloppe du filet 14 et la surface intérieure de la cavité 9 délimitent une chambre 18 dont la hauteur, mesurée radialement dans la section perpendiculaire à l'axe de la vis, varie entre une valeur minimale qui correspond aux points où les deux génératrices se touchent et une valeur maximale qui 40 correspond à la position diamétralement opposée pour revenir 69 04939 4 2004579 ensuite à la valeur minimale correspondant de nouveau aux points où les deux génératrices se touchent. Le tronçon de vis cylindrique 11 est, au contraire, centré dans la cavité 12 et touche donc par son filet 15 la chemise 6. 5 Le déplacement axial de la chemise 6 par rapport ~ au corps cylindrique 2 peut être commandé, par exemple, par n'importe quel dispositif connu à vis micrométrique qui permet d'imprimer à cette chemise des déplacements axiaux pouvant être d'une valeur très faible. 10 Naturellement, les détails de construction de la machine qui fait l'objet de la présente invention peuvent être modifiés par rapport à ceux qui ont été indiqués dans l'exemple décrit et représenté sans qu'on sorte pour cela de l'invention Ainsi qu'on peut le déduire facilement de la 15 description donnée ci-dessus, le dispositif de réglage du débit de la matière entre la cavité dans laquelle elle est travaillée et la cavité dans laquelle est logé le tronçon de vis, qui sert à supporter l'extrémité aval de la vis ou encore à créer la pression nécessaire pour extruder la matière à travers une 20 filière, offre l'avantage de la progressivité maximale de réglage, et il peut être actionné facilement de l'extérieur. En outre, à égalité de prestations, il permet de réduire les dimensions de la machine par rapport à celles de la machine selon le certificat d'addition précité, étant donné que dans la machine 25 suivant l'invention, la matière qui exige un degré de travail plus fort peut également être travaillée par une vis dont la longueur a été calculée pour des matières qui demandent un travail de plus faible durée. On évite par conséquent l'important travail consistant à monter ou à démonter les éléments de fer-30 meture prévus au droit de la trémie. 69 04939 5 2004579 REVENDICATIONS 1.- Machine pour le travail en continu, caractérisée en ce qu'elle comprend un corps présentant une cavité longitudinale munie à une extrémité d'une ouverture d'alimentation 5 de la matière et, à l'extrémité opposée, d'une ouverture de déchargement de cette matière; une vis montée rotative dans ladite cavité et qui présente, dans une zone intermédiaire, un renflement annulaire de son noyau ; et un élément de réglage de la lumière annulaire qui est délimitée par la surface exté-10 rieure dudit renflement annulaire et par la surface intérieure de ladite cavité, ledit élément de réglage étant monté pour coulisser axialement dans la zone située en aval du renflement du noyau de la vis. 2.- Machine selon la revendication 1, caractérisée 15 en ce que le renflement du noyau de la vis a la forme d'un double tronc de cône. 3.- Machine selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisée en ce que ledit élément de réglage qui coulisse axialement est constitué par la chemise du tronçon 20 de cavité qui se trouve en aval dudit renflement. 4.- Machine selon la revendication 3, caractérisée en ce que ledit élément de réglage présente, à son extrémité dirigée vers l'intérieur de la machine, une surface tronconique qui est divergente dans cette direction. 25 5«- Machine selon au moins l'une des revendications 3 et 4, caractérisée en ce que ledit élément de réglage est rendu solidaire d'un porte-filière au niveau de son extrémité dirigée vers l'extérieur. 6.- Machine selon au moins l'une des revendications 30 précédentes, caractérisée en ce que la vis est constituée par un premier tronçon tronconique dont le diamètre décroît de la trémie vers la sortie, qui est suivi d'un tronçon cylindrique, ledit renflement annulaire du noyau étant interposé entre les deux segments. 35 7.- Machine selon au moins l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le tronçon tronconique de la vis est muni d'au moins un filet dont les spires déterminent au moins un canal hélicoïdal de section transversale décroissante de l'alimentation à la sortie, ce tronçon étant monté dans la 69 04939 6 2004579 cavité correspondante de façon que la surface d'enveloppe de son filet délimite, avec la surface inférieure de la cavité, au moins une chambre qui présente dans chaque coupe perpendiculaire à l'axe de la vis et mesurée radialement par rapport 5 à cet axe, une hauteur qui varie d'au moins une valeur minimale à une valeur maximale pour atteindre de nouveau une valeur minimale. 8.- Machine suivant la revendication 7* caractérisée en ce que la conicité du tronçon de vis tronconique est infé- 10 rieure à la conicité de la cavité correspondante, sur au moins une partie de la longueur de cette cavité, l'axe de la vie formant avec celui de la cavité un angle égal à la moitié de la différence angulaire entre ces deux conicités. 9.- Machine suivant la revendication 7 ou la re- 15 vendication 8, caractérisée en ce que ladite chambre et ledit canal sont en communication libre et complète sur toute leur longueur. 10.- Machine selon au moins l'une des revendications 7 à 9, caractérisée en cé que la hauteur de ladite chambre 20 est minimale en un point décalé d'environ 180° par rapport au point où la hauteur de ladite chambre est maximale. 11.- Machine suivant au moins l'une des revendications 7 à 10, caractérisée en ce que les points de hauteur minimale de ladite chambre sont alignés suivant une génératrice 25 de la cavité dans laquelle est monté le tronçon de vis tronconique.