Brevet FR2027768A1 — publié le 19701002

La présente invention, se rapporte à une tête drex-trusion destinée à la production de l'élément résistant d'une courroie transporteuse, courroie de transmission ou élément analogue dont la structure résistante proprement dite est 5 composée de fils Métalliques ou textiles d'un diamètre quelconque. L'invention concerne plus particulièrement une tête d'extrusion qui est capable de produire un tube de matière élastomère non durcie (ou crue) en incorporant, pendant sa formation, des fils métalliques ou textiles longitudinaux. 10 Ce tube est ensuite fendu suivant une génératrice par des moyens appropriés et transformé en un ruban plat. On connaît déjà des dispositifs permettant de produire l'élément résistant d'une courroie transporteuse, courroie de transmission ou analogue, qui sont très compliqués, 15 en raison de la nécessité de maintenir un parallélisme exact entre les fils métalliques ou textiles longitudinaux noyés -dans cet élément. Ces dispositifs connus, qui produisent directement un ruban plan» recourent principalement à des moyens de mise de chaque fil sous tension et à des opérations de 20 pré-moulage qui obligent à un travail discontinu. La complexité et la délicatesse des dispositifs connus se traduit par un coût élevé des objets qu'ils produisent . Le but de l'invention est de réaliser un dispositif 25 permettant de produire par un traitement continu l'élément résistant d'une courroie transporteuse, courroie de transmission ou analogue, sous la forme d'un ruban de matière élastomère qui contient des fils métalliques ou textiles longitudinaux, ce dispositif devant de plus être extrêmement simple, 30 peu coûteux et robuste. L'invention a donc pour objet une tête d'extrusion qui produit tout d'abord un tube de matière élastomère contenant des fils de renforcement métalliques ou textiles et qui transforme ce tube en un ruban plan, à l'aide de moyens 35 appropriés, en le fendant suivant une génératrice, cette tête étant caractérisée en ce qu'elle est composée de trois parties qui sont réunies entre elles de façon amovible par des moyens de type connu, lesdites parties étant le corps proprement dit de type connu de la tête d'extrusion, qui con-î 40 tient un unique conduit d'alimentation de la matière élasto- 69 45664 2 2027768 mère ; un premier élément annulaire dans lequel sont formés un orifice annulaire qui constitue la "bouche d1extrusion et la partie terminale dudit conduit d'alimentation ; et un deuxième élément annulaire dans lequel sont pratiqués des trous 5 traversants qui servent pour l'entrée des fils dans la tête d'extrusion, les axes desdits trous traversants étant parallèles à l'axe de la tête d'extrusion. la description qui va suivre en regard du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, fera "bien com-10 prendre comment l'invention peut être réalisée. La figure 1 est une vue en coupe d'une tête d'extrusion. La figure 2 est une vue en coupe d'une tête drextrusion suivant une variante de réalisation. 15 La tête d'extrusion de la figure 1, qui sert à for mer un tube en matière élastomère, comprend un élément 1 qui constitue le corps proprement dit de la tête d'extrusion, un élément 2, qui sera appelé dans là suite "premier élément annulaire", et un élément 3, qui sera appelé dans la suite 20 "deuxième élément annulaire". A la tête d'extrusion peuvent être reliés des moyens appropriés (non représentés), qui servent à refendre le tube produit suivant une génératrice ; ces moyens peuvent être constitués soit par une lame, soit par un bouchon rigide qui 25 est monté dans la bouche dTextrusion pour annuler la continuité de cette bouche. L'élément 1 est plus particulièrement composé de trois parties 4, 5 et 6. Les parties 4 et 5 de l'élément 1 sont convenablement profilées pour former, lorsqu'elles ont 50 été accouplées 4e façon amovible par des vis 7»- la partie principale d'un conduit d'alimentation 8 à travers lequel s'écoule la matière élastomère. La-partie 6 est de forme annulaire et reliée indirectement aux parties 4 et 5» Le conduit d'alimentation 8, par lequel s'écoule 35 la matière élastomère qui arrive d'une extrudeuse 9. se termine en se prolongeant à l'intérieur du premier élément annulaire 2 par un conduit 10, de section trqnconique qui a parmi d'autres fonctions qui seront indiquées plus bas, celle de raccorder la partie du conduit d'alimentation 8 formée 40 dans l'élément 1 à un orifice annulaire 11 qui fait fonction 69 45664 3 2027768 de "bouche d'extrusion. La raison pour laquelle le premier élér.ent annulaire 2 est lié de façon amovible à l'élément 1 de la tête d1extrusion réside dans le fait qu'il peut ainsi être interchangé avec d'autres de façon à permettre d'obte-5 nir des tubes de même diamètre mais d'épaissëurs différentes. Plus particulièrement, le premier élément annulaire 2 est composé de deux parties 12 et 13 ; la partie 12 est reliée au moyen d'une bague 14 à la partie 4 de l'élément 1 'et la partie 13 est reliée au moyen d'une bague 15 à la partie 6 10 de 11 élément 1. L'élément 1 de la tête d'extrusion porte, sur le côté opposé à celui dans lequel est prévu le premier élément annulaire 2, un deuxième élément annulaire 3 qui est également assemblé de façon amovible et dans lequel sont pratiqués des 15 trous traversants 16 à travers lesquels des fils métalliques ou textiles 17 qui doivent être incorporés dans la paroi du tube en matière élastomère, pénètrent dans la tête d'extrusion. Naturellement, le nombre des trous traversants 16 20 correspond aux nombres de fils à incorporer dans la paroi du tube en matière élastomère, et la distance séparant lesdits trous traversants 16 correspond à la distance que l'on veut obtenir entre les fils à l'intérieur "de la paroi du tube. Dans le prolongement de chaque trou traversant 16 et sur le 25 côté du deuxième élément annulaire qui est â l'intérieur de la tête d1extrusion, fait saillie un petit tube 18 formant guide-fil, et dont l'extrémité libre 19 est effilée. La longueur de ces tubes 18 est telle que leurs extrémités effilées 19 se trouvent à l'intérieur du conduit 10 de section 30 tronconique et de façon que l'orifice de sortie 20 de chacun des tubes 18 soit situé à me petite distance en face de l'ouverture annulaire 11. Pour le deuxième élément annulaire 35 la raison pour laquelle cet élément est lié de façon amovible à l'élément 1 35 est que l'on veut que cet élément puisse être interchangé avec d'autres de façon à obtenir des tubes de même diamètre et de même épaisseur mais qui contiennent des fils métalliques ou textiles de diamètres différents, et espacés à des distances mutuelles différentes. 40 Ainsi quron peut le voir sur la figure 1, les axes 69 45664 4 2027768 des trous traversants 16 sont parallèles à l'axe de la tête d1extrusion et le diamètre D1 du cylindre imaginaire qui contient comme génératrices les axes des trous traversants 16, est égal au diamètre D2 du cylindre imaginaire qui passe 5 par l'axe central de l'orifice annulaire 11. La raison et l'importance des caractéristiques qui ont été citées ci-dessus résulteront clairement de la description du fonctionnement qui est donnée ci-après. Le fonctionnement de la tête d'extrusion est le sui-"10 vant : la matière "élastomère, qui est refoulée par la vis de 11extrudeuse 9, pénètre à l'intérieur de la tête d'extru-sion en parcourant le conduit d'alimentation 8, et sort par l'orifice annulaire 11 sous la forme d'un tube qui est ensuite refendu suivant une génératrice par des moyens non repré-15 sentés. Simultanément, les fils métalliques ou textiles 17 5 en pénétrant dans la tête d1extrusion à travers les trous traversants 16 sortent, eux également,par l'orifice annulaire 11 et sont donc englobés dans la paroi du tube. Pendant qu'ils traversent la tête d'extrusion, les fils 17 sont guidés, 20 grâce à la présence des tubes 18 qui constituent un prolongement des trous traversants 16, dans une position intérieure au conduit 10 de section tronconique où les filets fluides de la matière élastomère sont orientés de façon à ne pas perturber la trajectoire des fils. 25 La raison pour laquelle les extrémités libres 19 des petits tubes 18 sont effilées réside dans la nécessité de ne perturber que le moins possible l'allure des filets fluides dans la zone dans laquelle les fils sont libres c'est-à-dire non guidés. 30 Dans le trajet qu'ils parcourent à l'intérieur de la tête d'extrusion et dans lé tronçon du tube qui n'est pas encore fendu suivant une génératrice, tous les filets 17 décrivent par conséquent des parcours rectilighes parallèles à l'axe de la tête d'extrusion. 35 Les fils sont donc exactement parallèles et équidis- tants entre eux et ils sont bien centrés dans la paroi du tube, puisqu'ils suivent le parcours rectO.igné indiqué ci-dessus, et qu'ils sont protégés des actions perturbatrices en ce qu'ils sont guidés sur une très grande longueur à l'in-40 térieur de la tête d'extrusion (trous traversants 16 et pe- 69 45664 5 2027768 -bits tubes 18) et par le fait qu'aux endroits où les fils entrent en contact avec la matière élastomère grâce à la disposition symétrique des filets fluides qui contournent chaque fil , ces fils ne sont pas soumis à des poussées com-5 portant des composantes perpendiculaires à leurs axes, composantes qui, autrement, altéreraient le parcours rectiligne de ces fils. En outre, le parallélisme entre les trous traversants 16 et l'axe de la tête d'extrusion a pour fonction de réduire les frottements des fils pendant leur mouvement 10 à l'intérieur de la tête de 1'extrudeuse. l'avancement des fils ést en fait obtenu en mettant à profit exclusivement le mouvement de la matière élastomère qui développe une autre fonction importante, expliquée dans la suite. 15 La forme effilée de là partie 10 du conduit d'ali mentation 8 a pour effet que la section disponible pour le passage de la matière élastomère devient de plus en plus petite à mesure que l'on se rapproche de l'orifice annulaire 11. Du fait de la diminution progressive de la section du con-20 duit 8, on observe une augmentation progressive de la vitesse de la matière élastomère, vitesse qui atteint la valeur maximale au niveau de l'orifice annulaire 11. L'extrémité 20 de chaque petit tube 18 fait face à une petite distance à l'orifice annulaire 11 et, dans l'es-25 pace qui sépare ces extrémités de cet orifice, les fils 17 sont libres et non guidés mais ils sont protégés des éventuelles actions perturbatrices par le fait que, en raison du phénomène qui a été décrit plus haut, ces fils sont tendus dans ce parcours (en supplément du fait déjà cité, consistant en 30 ce que les fils 17 sont disposés suivant l'axe de symétrie des filets fluides de la matière élastomère qui les entoure). La tension mentionnée plus haut qui se manifeste dans les fils 17 résulte du fait que ces fils se déplacent à la même vitesse que celle de la matière élastomère à 1'intérieur de 35 l'orifice annulaire 11 tandis que, pour chaque point compris à l'intérieur de la partie 10 du conduit d'alimentation 8 cette matière élastomère présente une vitesse plus faible. En d'autres termes, sur le trajet dans lequel le fil n'est pas guidé, ce fil est traîné par la matière élastomère, ce 40 qui donne naissance àl'état de sollicitation de tension qui 69 45664 6 2027768 a été indiqué plus haut. La distance séparant les extrémités 20 des petits tubes 18 de la section initiale de l'orifice annulaire 11 est variable en fonction de la nature chimico—physique de la ma-5 tière élastomère et un cas limite, est celui dans lequel cette distance est nulle. Dans ce cas, les fils 17 sont évidemment soumis à un état de sollicitation de valeur nulle par la matière élastomère. 10 Dans la variante de réalisation représentée sur la figure 2, on trouve un élément 1 ou corps d1 extrudèuse, un premier élément annulaire 2 et un deuxième élément annulaire 3. Dans ce cas également, c'est dans l'élément 1 ou corps de l'extrudeuse qu'est formée la majeure partie du conduit di-15 vergent 8 tandis que la partie terminale de ce dernier, désignée par la référence 10, est portée par le deuxième élément annulaire dans lequel est également formé l'orifice annulaire 11 qui constitue la bouche d'extrusion. Le deuxième élément annulaire 3 présente à son tour, 20 comme dans la réalisation de la figure 1, une série de trous traversants 16 qui servent pour l'entrée des fils à l'intérieur de la tête de l'extrudeuse. Dans cette forme de réalisation, le deuxième élément annulaire 3 se différencie de celui de la forme de réalisation représentée sur la figure 1 25 en ce qu'il ne comporte pas de petits tubes 18 dans le prolongement des trous traversants 16, mais que lesdxts trous 16 débouchent directement dans le conduit d'alimentation 8. Ainsi qu'on peut le voir sur la figure 2, les axes des trous traversants 16 sont parallèles à l'axe de la tête 30 d'extrusion et le diamètre D1 du cylindre imaginaire qui contient comme génératrices les axes des trous traversants 16 est plus petit que le diamètre D2 du cylindre imaginaire qui passe par l'axe central de l'orifice annulaire 11. La raison et l'importance des caractéristiques 35 citées ci-dessus résulteront clairement de la suite. Le fonctionnement de la tête d'extrusion, qui est très a,nalogue au fonctionnement qui a été décrit précédemment, est le suivant : la matière élastomère, qui est poussée par la vis de 1'extiudcuso 9, pénètre à l'intérieur de la tête 40 d1extrusion en parcourant le conduit 8 et elle sort par l'ori- BAD ORIQJNAt, 69 45664 7 2027768 : fice annulaire 11 sous la forme d'un tube qui est refendu ensuite suivant une génératrice. En même temps, les fils métalliques ou textiles 17, en pénétrant à travers les trous traversants 16, sortent 5 également par l'orifice annulaire 11 et sont englobés dans la paroi du tube. En raison des grandes dimensions longitudinales des trous traversants 16, les fils 17 sont guidés sur une grande longueur à l'intérieur de la tête d'extrusion mais, sur la 10 longueur suivant laquelle ils traversent le conduit d'alimentation 8, ils sont libres, c'est-à-dire non guidés et par conséquent soumis à la poussée de la matière élastomère. En effet, en face des points par où les trous traversants 16 débouchent dans le conduit 8, les filets fluides 15 de la matière élastomère ont une allure inclinée par rapport à l'axe des trous 16 et la matière élastomère déplace donc radialement les fils 17 en les éloignant de l'axe de la tête d ' extrusion. Pour pouvoir obtenir le centrage des fils dans 20 l'orifice annulaire 11 et, par conséquent, dans la paroi du tube, le diamètre D1 qui a été mentionné plus haut est plus petit que le diamètre T>2, Pour permettre aux fils d'opposer une certaine résistance à la poussée de la matière élastomère, il est né-25 cessaire de leur imposer -une certaine tension sur le parcours suivant lequel ils traversent le conduit 8. Cette tension dans les fils est obtenue, ici également, en partie ou exclusivement, en mettant à profit le mouvement de la matière élastomère . 30 Ainsi qu'on l'a déjà indiqué plus haut, les fils sont soumis, de la part de la matière élastomère, à des forces d'entraînement qui les font se déplacer dans le sens de l'avancement du tube. En outre, en raison du fait que les trous traversants 35 16 mettent le conduit 8 en communication avec l'atmosphère et à .partir du moment où la matière élastomère à l'intérieur de la tête d'extrusion est sous pression, cette matière élasto-, mère est soumise à une brusque chute de pression au niveau des points où les trous 16 débouchent dans les conduits 8. 40 Cette chute de pression provoque un retour de la 69 45664 8 2027768 matière élastomère à, l'intérieur des trous 16 mais cette matière ne' sort pas par ces trous parce qu'elle est à nouveau entraînée vers l'intérieur du conduit 8 par les fils 17» Ce retour de matière dans les trous 16 exerce sur les fils une 5 force de sens opposé au sens de la force qui les fait avancer, de sorte que les fils 17 sont tendus sur le trajet qu'ils parcourent en traversant le conduit 8 et dans lequel ils ne sont pas guidés, et la poussée de la matière élastomère est donc vaincue partiellement de cette façon. 10 La tension qui est produite dans les fils 17 sur la longueur suivant laquelle ces fils traversent le conduit d'alimentation 8 et le conduit 10 de section tronconique est appropriés pour placer les fils 17 suivant l'axe central de l'épaisseur du tube, et ensuite, après avoir refendu ce der-15 nier le long'd'une génératrice, suivant l'axe central de l'épaisseur du ruban. Dans les deux formes de réalisation qui ont été décrites plus haut, le rapport entre le diamètre de l'orifice annulaire qui constitue la bouche d'extrusion et le diamètre 20 intérieur de l'enveloppe de l'extrudeuse est de préférence non inférieur â trois (les valeurs inférieures n'étant pas exclues pour l'invention), et on obtient de cette façon une notable économie de fonctionnement du fait qu'il est possible d'utiliser d.e petites extrudeuses pour produire des rubans 25 de grandes dimensions transversales. Il va de soi que des modifications peuvent être apportées aux modes'de réalisation qui viennent d'être décrits, notamment par substitition de moyens techniques équivalents, sans sortir pour cela du cadre de la présente inven-30 tion. 69 45664 9 2027768 BEMDICATIONS 1 - Tête d'extrusion qui produit tout d'abord un tube de matière élastomère contenant des fils de renforcement métalliques ou textiles et qui transforme ce tube en un ru- 5 ban plan à l'aide de moyens appropriés, en le fendant suivant une génératrice, cette tête étant caractérisée en ce qu'elle est composée' de trois parties qui sont réunies entre elles de façon amovible par des moyens de type connu, lesdites parties étant le corps proprement dit de type connu de la 10 tête d'extrusion, qui contient un unique conduit d'alimentation de la matière élastomère ; un premier, élément annulaire dans lequel sont formés un orifice annulaire qui constitue la bouche d'extrusion et la partie terminale dudit conduit d'alimentation ; et un deuxième élément annulaire dans lequel 15 sont pratiqués des trous traversants qui servent pour l'entrée des fils dans la tête drextrusion, les axes desdits trous traversants étant parallèles à l-'.axe de la tête d'extrusion. 2 - Tête d'extrusion selon la revendication 1, caractérisée en ce que le rapport entre le diamètre moyen de 20 l'orifice annulaire qui constitue la bouche d'extrusion et le diamètre intérieur de l'enveloppe de l'extrudeuse n'est pas inférieur à 3« 3 - Tête d'extrusion selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens qui dispo- 25 sent les divers fils métalliques ou textiles suivant lfaxe de symétrie des filets fluides de la matière élastomère qui parcourt'le conduit d'alimentation de cette matière dans le trajet qui est immédiatement voisin de l'orifice d'extrusion. 4 - Tête d'extrusion selon la revendication 3, ca-30 ractérisée en ce que les moyens qui disposent les divers fils métalliques ou textiles suivant l'axe dè symétrie des filets fluides de la matière élastomère sur le trajet qui est immédiatement voisin de la bouche d'extrusion sont constitués par des petits tubes qui forment des guide-fils et qui sont 35 disposés respectivement dans le prolongement des divers trous traversants pratiqués dans le deuxième élément annulaire et qui ont une longueur telle qu'ils se prolongent jusqu 'à proximité dudit orifice annulaire d'extrusion ou ces petits tubes sont effilés. 69 45664 10 2027768 5 - Tête d'extrusion suivant la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que le diamètre du cylindre imaginaire qui contient comme génératrices les axes des trous traversants portés par le deuxième élément annulaire est plus 5 petit que le diamètre du cylindre imaginaire qui passe par l'axe central de l'orifice annulaire prévu dans le premier élément annulaire.