Brevet FR2000915A1 — publié le 19690919

La présente Invention concerne la produstlea d'éléments de tonnelage de forme et de dimension régulières, utilisés comme agents abrasifs pour la finition des surfaces de pièces traitées à l'aide de ces éléments dans des dispositifs de tonnelage ou 5 de vibration» Jusqu'ici, il a été difficile d'extrader plusieurs boudins, de couper les boudins sortant de la machine de façon simultanée et de produire de façon répétée des éléments ou boulettes de longueur uniforme. Divers facteurs, tels que le nombre des beu-10 dins, la taille, la forme, le coefficient de fri@tion de la masse extradée, le type fematière et la distance parcourue par cet— te minière à travers la buse d'extrusion, de même que les pulsations 4i dispositif extrudeur, provoquaient des fluctuations dans la vitesse d* avance linéaire des boudins extrudés. 15 On a cherché à résoudre ce problème, dans la technique an térieure, en extradant simultanément de minces bandes de liaison entre les différents boudins, comme décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique V* 2.4-64,74-6» Toutefois, les éléments produits avec des bandes de liaison ne donnent pas complètement sa» 20 tisfaction sans traitement complémentaire en vue d'une utilisation comme éléments de tonnelage, étant donné que des parties de ces bandes demeurent fixées sur les éléments lors de leur séparation* Or on produit actuellement des éléments de tonnelage sous 25 des formes et selon des dimensions régulières et différentes, afin d'obtenir des effets déterminés sur les pièces. Par suite, une modification, de forme ou de dimension ou la présence d'une partie additionnelle sur l'élément, telle qu'une "bande de liaison, aurait des effets indésirables sur le fini de surface de la 30 pièce quand on effectue le tonnelage. Le but de l'invention est de remédier aux inconvénients précités an permettant la production d'éléments de forme et de dimension régulières et déterminées, capables de fournir un fini de surface également uniforme et satisfaisant pour les pièces 35 soumises à un tonnelage ou à une vibration avec ces éléments. L'invention est matérialisée dans un appareil d'extrusion équipé d'une tête munie de plusieurs trous convergents de forme régulière, afin de produire plusieurs boudins de mélange abrasif. Ces boudins multiples sont combinés en un seul boudin lors du 40 passage à travers une bague ou chambre de compression munie d'un 69 01741 2 2000915 trou de section allant en diminuant, dont la forme correspond sensiblement an contour du périmètre des boudins combinés. Chacun des boudins est amené dans une relation de contact de sup» port avec une faible friction par rapport à un autre boudin, et 5 lesdits boudins sont acheminés sous forme d'un boudin unique qui est ensuite découpé en éléments de grandes dimensions et de longueur uniforme. Ces éléments de grandes dimensions sont recueillis, partiellement séchés et agités ou soumis épine vibration, pour les subdiviser selon les lignes de contact initiales entre 10 boudins réunis par compression, pour former des éléments plxrn petits de dimensions uniformes, ayant la ferme en section droite des boudins initiaux. Finalement, ces éléments sont soumis à une cuisson pour former une structure rigide, en vue de leur utilisation. 15 Le but principal de l'invention est en conséquence de créer un procédé et un appareil pour la production répétée d'éléments de tonnelage de dimensions et de forme régulières. Un autre but de l'invention est de créer an procédé et an appareil pour l'extrusion et la combinaison de plusieurs boudins 20 de matière extradée en un seul boudin sans bande de liaison. Un autre but encore de l'invention est de créer an procédé et an appareil permettant de combiner des boudins multiples en un seul boudin, de sectionner ce boudin en éléments de grandes dimensions ayant des longueurs uniformes et de diviser ces élé-25 ments de grandes dimensions en éléments plus petits qui correspondent au nombre et à la forme initiaux des boudins de matière extradée. Un autre but encore de l'invention est dé créer an procédé et un appareil permettant de combiner des boudins multiples sor— 30 tant d'une tête d'extrusion à des vitesses différentes en un seul boudin pouvant être divisé, de sorte que les boudins avancent alors ensemble à la même vitesse. La description qui va suivre, faite en regard des dessins annexés, donnés à titre non limitatif, permettra de mieux corn-35 prendre l'invention. La fig. 1 est une vue en plan avec coupe partielle de l'appareil d'extrusion suivant l'invention, par la ligne 1-1 en fig. 2. La fig. 2 est une vue d'extrémité de l'appareil que montre 40 la fig. 1, mettant en évidence les différents boudins réunis 6Ç 0'741 200091S par compression^ la fig» 3 est une vue dgextrémité de la tête d§extrusioa à plusieurs trous, par la ligne 3-3 en fig. 1. On a représenté sur les dessins un appareil 10 pour la 5 ad.se en oeuvre du procédé, serrant à la production d'éléments de tonne lafe\; 33? ayant une for se triangulaire régulière, coupés à des longueurs prédéterminées et uaif©rmes0 toutefois, il est évident que d*autres fosses géoHétri^ues et d'astres longueurs peuvent être obtenues, en Modifiant l'appareil par simpl 10 remplacement de la tfte et (ou) en réglant d'autres organes* On a représenté sur les dessins une partie d'un appareil d'extrusion -10 qui peut être l'un des types d'appareils que l'on trouve dans le commerce* Cet appareil 10 comprend une chambre ou un cylindre d'extrusion 12, dans lequel sont montés 15 des organes mobiles, "par exemple un pi s tan 14 rsfomlant un mélange plastique 16 à travers un® bas® ov tite àcsxtrusio» à plusieurs trous 30, fixée à l'extrémité de la chambre 12. 11 ne semble pas nécessaire de représenter ici la trémie d'alimentation et le mécanisme qui amène le mélange à la shajtbre 12, 20 étant donné qu'ils peuvent être de n'importe quel type classiques bien connu dans cette technique* La tête 30 présente plusieurs trous 32 qui, dans le cas représenté* ont une forme triangulaî re régulière et tme dimension uniforme et qui convergent à partir du côté d'entrée 34- et vers le ©été ds sorti® 36 de la 25 tête 30* On peut voir que les trous 32 ont des loagaeurs différentes* Ils opposent par suite des résistances diverses et fournissent des vitesses d'avance différentes pour la matière ou le mélange les traversant* Si par suite les "boudin* étaient coupés 30 à leur sortie, à l'extrémité 36 de la tête, on obtiendrait des éléments indésirables, ayant des longueurs différentes. Afin de remédier à cet inconvénient des têtes à plusieurs trous, une "bague de compression 40 est fixée au voisinage de l'extrémité de sortie 36 de la tête. Cette "bague de compression 40 pré-35 sente un trou central 42 qui, dans le cas présent, a une fora© triangulaire et qui est muni de parois latérales allant en e©a«* vergeant depuis une extrémité d'entrée 44 de grandes dimension!*, vers une extrémité de sortie plus petite 46» Le trou d'entrée triangulaire 44 a une forme et des dimensions correspondant à 40 l'enveloppe entourait les ex^rénités des toeotîs @t tous les 69 01741 2000915 troas eonvei-^v-Ji ■ - *— ■■■.. ^ l'es^^ai. de sortie 56 de la ■aQ>%& 50 âeàcra&Wir»; dans ae trou &~eate- - --:.. "jwaiiig iiàivfeit, Ifeti isiirois du trou 42 sont inclinéos à œ. deg-;, tife 46 et grniê' 3 les boudins triangulaires k en les baissant eonverger afin de les assener daaa une relation de eox&ûat ©fe de support svse ne;, fv^ifele friction, d© telle sorte Lorsqu'on combine les boudins multiples k en un seul t-r:".-din B, ces boudins avancent à la même vitesse. 15 11 va de soi que la tête 30 et la bague de compression =.;j: pourraient être combinées pour foraer me seule pièce en ^-■slongee®# simplement la tête 50 et en y ménageant le trou ; ayant use section droite allant en diminuant. Par ailleurs. C;s têtes et des bagues de compression interchangeables, amisg 20 de trous ayant d9 autres formes géométriques, peuvent ftre ré a lisées pour obtenir des boudins ayant des formes correspondant tes. Se préférence, des formes polygonales conviennent parfaitement, étant donne qu'elles présentent des faces planes apptt-raillées et aaénagent des surfaces qui établissent m eontaet i-:,: 25 fi-iction satisfaisant entre elles, et qu'elles peuvent itre ew j«?i»êes aisément de façon à se supporter 1 * une ïautre sans déformation. On voit à l'examen de la fig. 5 que les trous 52 sont plus écartés l»un de 18autre sur le câté d'entrée 3^ et con 30 vergent à partir dBun contour triangulaire de plus grande dimciz eies. vers un eoncour triangulaire pli££i petit au droit de l'orifice de sortie 36» un très faible espace les séparant à ©et endroit. L®orifice d'entrée 44 du trou 42 a une forme triaagu~> X> l&ire et est aligné ave® le contour de l'enveloppe entourant le,.: 'erews 32 à 1° extrémité de sortie 36, la dimension de cet ea'i". fiee 44 correspondant à ce contour. Le trou ou la chambre ds compression 42 va alors en diminuant de section, ses paroi», latérales eonvergeant Jusqu'à former un triangle encore plus pe 69 01741 5 2000915 enveloppant les boudins comprimés A dans tme relation d© coatact et de support avec une faible friction. Les organes servant à découper le "boudin B en éléments de grandes dimensions LP de longueur uniforme soarpreBnent un moteur 5 classique H du commerce, fournissant une réduction réglable mais constante, monté à poste fixe dans une position de réglage sur l'appareil 10, au voisinage du cylindre 12. Le moteur H comporte un arbre de sortie rotatif 60 sur lequel est claveté un moyeu 62 bloqué dans une position axiale 10 donnée au moyen d'une vis de blocage 64. Une lame de coupe relativement mince mais rigide 66 est fixée sur le moyeu 64-, avec lequel elle tourne. La lame 66 est réglée de façon à venir frotter lors de sa rotation sur l'extrémité de sortie 46 de la bague de compression 40, pour découper ainsi le boudin TS en é-15 léments de grandes dimensions et de longueur uniforme, qui tombent dans un récipient sous—jacent 70. Il est évident que des éléments d'une autre longueur uniforme peuvent Stre produits en modifiant les vitesses constantes relatives entre l'appareil d'extrusion et le moteur H. P«r exemple, le moteur X peut Stre 20 commandé au moyen d'un rhéostat ou d'un autre dispositif classique, afin de faire tourner la lame à raison d'un tour pour chaque déplacement linéaire de 25 mm du boudin B extrudé, en vue de produire des éléments LP ayant une longueur de 25 mm. Cette vitesse de rotation sera de deux tours pour chaque avance de 25 mm, 25 ce qui représente la moitié de la vitesse d'extrusion précédente par tour, pour produire des éléments ayant une longueur de 12,5 mm. Il est possible de modifier l'appareil de telle sorte que le boudim B puisse être découpé selon un angle inférieur à 90* 30 par rapport à son axe de déplacement longitudinal, afin de produire des éléments ayant une forme correspondante. On peut parvenir à ce résultat en usinant l'angle requis sur l'extrémité de sortie de la bague de compression et en montant le moteur H de telle sorte que la lame se déplace dans un plan correspondant 35 en principe à la face terminale inclinée de la bague de compression. De même, l'appareil de coupe peut être disposé de façon à effectuer une coupe verticale ou angulaire à une distance quelconque de l'extrémité de l'appareil d'extrusion et le boudin B 40 peut être amené à cet appareil selon une vitesse linéaire qui 69 01741 6 2000915 est réglée d'une manière décrite dans le "brevet mentionné ci-avant* Suivant une variante, le boudin B peut être déplacé par un appareil classique, qui est entraîné de façon synchrone et dans une certaine relation dans le temps avec l'appareil de cou-5 pe et dont la vitesse est réglée de façon constante par des moyens réagissant à des variations de la vitessé" d'extrusion linéaire du "boudin B. Bien que le mode de réalisation préféré de l'invention comporte l'utilisation d'un organe de compression pour combiner les 10 boudins A, des recherches ont montré que, dans certains cas, la chambre peut être supprimée, selon le nombre et la dimension et la forme en section droite des boudins, ainsi que selon les caractéristiques du mélange plastique* Par exemple, quatre boudins formés par le mélange plastique décrit ci-avant sont extrudés à 15 l'aide d'une tête munie d'un nombre correspondant de trou conver gents disposés de façon appropriée et ayant une forme triangulaire comme décrit* Lors de la sortie dos boudins, une face de chaque boudin est amené automatiquement dans urne relation de support par friction avec une face des autres boudins adhère sur 20 elle, de sorte que lesdits boudins sont combinés en un seul boudin* La tête elle-même amène les boudins dans une relation de contact et de support avec une faible friction, et la bague de compression maintient un degré uniforme et prédéterminé de con-25 tact et de support* Un exemple de mise en oeuvre du procédé peur la production d'éléments de tonnelage de taille, de forme ot de longueur uniformes sera maintenant décrit* On prépare un mélange plastique renfermant les constituants 30 suivants, selon les pourcentages indiqués t 51 % d'abrasif formé par de l'alumine d'une grosseur de grain n° 90 à 240 (grains de 0,16 à 0,06 mm) 37 % d'agglomérant céramique argileux 1,5% de plastifiant et d'agglomérant temporaire 35 1»5 % de graisse de pétrole 9 % d'eau On introduit le mélange abrasif plastique dans l'appareil d'extrusion, qui est réglé de façon à extruder ce mélange selon une vitesse constante, égale à 25 mm par seconde. De même, on 40 règle le moteur H afin qu'il fasse tourner la lame de coupe à ire élement-a ue gx-anues diHeiisiouà pas? s&taiî&Lû, kù^/ iXoTi? okaaojie une longueur de 6,25 mm. Une ù£te ci! exteuF-ioa eoaportaat neuf tesms de fosne tria&~ i gulaire réfciîlitàse produit neuf boudins individuels convergents, .«e déplaçant è. travers eï.le ?•. ded Tittôssû.s •lifftSrea'ëe® pour paiî= '«air dans me chambre de eougre^jioiî alignée 42 âoas laquelle >.es boudins triangulaires 3{«iit aràeaês daaa uns relation de c©a« *act et de support par friction* Ils sortent de cette chambre à 10 la même vitesse sous la forme d:;m seul boudin B gii est coupé à des intervalles constants de longueur «aiif orne 0 lorsqu'ils ont été eoupés et recueillis dans le récipient 70» les élémeisÊc de grandes dimensions sont amené*» à «m séchoir classique, dans lequel ils sont; séché s tout tm. agissant use vibration à une 15 température de 107°C, pendant vingt Binut3s9 de sorte que chaqae élément de grandes dimensions est difisé ea aeuf élécoats uni-formes, les neuf éléments séparés 1sua. de lùautre stloa. les lignes de contaet parallèles initiales entre les boudins comprimés A ont une longueur, une dimension et une forme régulières, cor-20 respondant à celles des boudins initiaux qui ont été comprimés ensemble. Ensuite, les petits éléments sont cuits au four pour former une structure rigide à une tear.pércture de i175°G» pendant trois heures. On peut utiliser diverses métîiodes pour âiviser les ëlé-25 sent s de grandes dimensions LP en éléments plus petits SP, Outrû leur division à la main, qui n8est pas éeonosïiquw oii peut simula tanément les faire sécher et les agiter dans un four ©u Ua séchoir rotatif classique, dans un four à ëoIq ■yitaaB.te ûu dans ©s four à lit fluidisé. Suivant une variante, les éléments de graa-30 des dimensions peuvent tout d'abord être séehés dans une cliasibxvG de séchage fixe, puis soumis à une vibration ou agitation sur m tamis vibrant classique, sur un lit, daas wi réeipient ou daas un tambour de tonnelage. D'autres matières abrasives ayant des grosseurs de grain 35 différentes peuvent également être prévues daas le mélange plao~-tique. Par exemple, les composés GOimus formés pas? des o^des8 des carbures et des nitrures, lsëmeri, le quartz et les abrasifs à base de diamant ainsi que des mélanges d® abrasifs et de matière de charge comme la cryolite et la terre de diatoiaéoa convies-40 nent ici. 69 01741 8 2000915 Le plasMfiamê icagglomë2?iarî; peiweafe eess titués par diverses matières du commerce, comme de l'amidon de olét de la dexfcrine, de la méthyleellulose, de 1®alcool polyv±ay=» lique et des lignosulfonates de calcium et de magnésium. 5 Divers lubrifiants peuvent remplacer la graisse de pétrole, et on peut utiliser par exemple de 1'tuile minérale, des graisses végétales ou animales, du graphite et de la graisse de sili-cônes. D'autres agglomérants peuvent renfermer des résines naturel»' 10 les où synthétiques, phénoliques, polyester, visyliques ou époxy, ou bien l*une des nombreuses matières thermoplastiques existan-» tes, ou encore des mélanges de telles matières. Des agglomérants céramiques convenables sont par exemple la bentonite, l'argile figuline et le kaolin, ou des mélanges de ces matières. 15 Une quantité plus ou moins grande d'eau peut être nécessai re, ainsi que d'autres liquides convenables, pour donner la consistance correcte au mélange. La composition du mélange plastique peut être obtenue de diverses manières pour fournir les éléments désirés, qui vont 20 conférer le fini voulu à la pièce dont ils assurent le tonnelage. On a décrit dans la technique antérieure diverses composi-» tions plastiques pouvant être extrudées pour produire des éléments ou boulettes de tonrÊLage, leur composition étant déterminée en mélangeant ensemble des constituants choisis à partir des 25 matières précitées, et il est évident que l'invention décrite ici n'est pas limitée au mélange indiqué à titre d'exemple. Toutefois, ce mélange doit être réalisé de telle sorte qu'il ait la consistance correcte, c'est-à-dire qu'il doit être formé par un mélange assez: dur et humide qui, lors de son extrusion, 30 conserve sa forme et soit suffisamment auto-porteur, sans se désagréger à l'état vert. Il va de soi que les différentes formules de mélanges plastiques exigent habituellement le séchage et la cuisson du mélange à l'état vert exfcrudé à des températures différentes et pendant des laps de temps également différents. 35 Par exemple, des éléments de tonnelage à agglomérant orga nique peuvent être obtenus de la manière précitée, en préparant et en extrudant un mélange plastique renfermant les pourcentages suivants de constituants, en poids î 69 01741 9 2000915 78 % d'abrasif formé par de 11alumine d'uae grosseur de grain np 90 à 240 (grains de 0S16 à 0,06 mm) 6 % de résine phénolique à l'état pulvérulent (Bakélite 5417) 5 14 % de Carbopol 934 (B.F. Goodrich.), solution aqueuse à 2 % (plastifiant et épaississant) 2 % d'Igepal 630 (General Aniline and Film Corp.), agent mouillant, plastifiant et agglomérant temporaire* Les éléments de grandes dimensions sont sécliés et séparés 10 en éléments plus petits, puis cuits pendant cinq, heures à 175°C. . Des modifications peuvent être apportées aux modes de mise en oeuvre décrits, dans le domaine des équivalences techniques, sans s'écarter de l'invention* 69 01741 10 2000915 SEÏENBICAÏIOSS (T.- Procédé pour la production d*éléments de dimensions u-niformes à partir d'un mélange plastique, caractérisé en ce qu1 on extrude des boudins continua de mélange plastique à travers 5 une tête d'extrusion présentant plusieurs trous convergents, on combine ces boudins en un seul boudin et on les déplace ensemble à la même vitesse linéaire, on découpe ce boudin unique en éléments de grandes dimensions ayant une longueur sensiblement uniforme, on divise les éléments de grandes dimensions en éléments 10 plus petits correspondant à la forme des boudins initiaux et on cuit ces éléments plus petits. 2.- Procédé suivant la revendication 1, appliqué à la production d'éléments de tonnelage, caractérisé en ce qu'on comprime les boudins produits à travers les trous d'une tête d'extru-15 sion, afin qu'ils soient en contact de support avec friction l'an par rapport à l'autre, de manière à former un seul boudin, et en ce qu'on divise ensuite les éléments de grandes dimensions obtenus par découpage selon les lignes de contact et de support entre les boudins comprimés, pour former des éléments plus petits, qui 20 sont ensuite cuits pour constituer une structure rigide. 3«- Procédé suivant la revendication 2, caractérisé en ce qu'on effectue la compression par passage des boudins continus de mélange plastique à travers une chambre munie d'un orifioe d'entrée dont la forme et la taille correspondent à un premier 25 contour qui enveloppe les trous précités et d'un orifice de sortie relativement plus petit, dont la forme et la taille correspondent à un second contour qui enveloppe les boudins réunis par compression. 4.- Procédé suivant la revendication 2, caractérisé en ce 30 qu'on effectue la division des éléménts plus gros par séchage et agitation. 5.- Procédé suivant la revendication 2, caractérisé en ce qu'on effectue l'extrusion en faisant converger les boudins de mélange plastique grâce à une tête munie de trous convergents. 35 6.- Procédé suivant la revendication 5$ caractérisé en ce qu'on extrude des boudins continus de forme polygonale et de taille régulière en munissant la tête d'extrusion de trous convergents ayant une forme polygonale et une taille régulière correspondantes. 40 7»— Procédé suivant la revendication 6, caractérisé en ce 6e? 0 741 5 qu'on fait passer les boudins convergents de fosse polygonale de taille uniforme à travers une chambre d® section allant en diminuant, munie d'un orifice d'entrée dont la form© et la taille correspondent à tan contour es^o'arcyrfe les trous de forme poly-= 5 gonale convergents9. et im orifies d© sortie plus petit que son orifice d'entrée. 8«- Appareil pour la production d'éléments on de boulettes par le procédé suivant l'une quelconque des E©v©ndi©ations 1 à 7, comprenant des organes servant à extrader un nêleEge plasti« 10 lue et des organes pour couper se mélang® plastique en éléments de longueur uniforme, caractérisé en se qu'il comprend une têt© fixée sur l'appareil d'extrusion£ présentant des trous convergeait d'un côté d'entrée vers un eSté de sortie^ de sorte que les boudins de mélange alors produits sont réunis en un seul 15 boudin et se déplacent ensemble a la même v^Ltess© Ixn^aire en di*^ rection des organes de coupe» 9.- Appareil suivant la revendieation 8, pot® la production, d'éléments de tonnelage, caractérisé en ce que des organes voisins du côté de sortie de la tête sont prévus p©ta? comprimer les 20 boudins afin de réaliser un contact de support avec friction en.» tre eux, de sorte que ces boudins sont combinés es. tua seul bom— din et se déplacent ensemble à la »ême vitesse linéaire en direction des organes de coupe, 10.- Appareil suivant la reveadisation 9§ caractérisé en ee 25 que les organes de compression eosprennent he© cfestŒfere munie d'as orifice d'entrée dont la taille et la for®e @©rr®sp@nàent à un premier contour qui enveloppe les trous préTras du cêté de sortie de la tête et un orifice de sortie de dimensions et de forme plus petites, correspondant à un second tour qui enveloppe les 30 boudins sortant dans une relation de support avec friction. 11.- Appareil suivant la revendication 10, ©araetérisé en ce que la ch.aja.bre a une section allant en diminuant de son entrée vers sa sortie. 12.- Appareil suivant la revendication 11 $ caractérisé en 35 ce que les trous convergent vers le côté de sortie0 13.- Appareil suivant la revendication 12s caractérisé en ce que les trous ont une forme polygonale. 14.- Appareil suivant la revendication 13j caractérisé en ce que les trous convergents de forme polygonale ont tme forme 69 01741 12 2000915 et des dimensions sensiblement identiques. 1./»~ Appareil suivant la revendication 14, caractérisé en ce que la chambre convergente a une forme polygonale»