Brevet FR2086267A1 — publié le 19711231

La présente invention concerne une matrice à tête d'équerre de presse à boudiner pour le revêtement de cables plats avec du caoutchouc ou des matières plastiques. Une invention bien connue dans l'art antérieur présente une méthode de revêtement de câbles plats avec des matières plastiques, dans laquelle, après extrusion du câble plat, au moins deux trains de refroidissement sont prévus et la température et/ou la longueur du deuxième train de refroidissement est commandée en fonction de la largeur du brin. La disposition décrite en conjonction avec cette méthode utilise une presse à boudiner avec une matrice à tête d'équerre pour le revêtement du toron métallique. Dans les matrices à tête d'équerre ou orientées suivant un certain angle pour le revêtement de fils ou de câbles, l'écoulement du produit plastifié ou fondu pénètrant dans la matrice à partir de la rainure de la vis doit être dévié vers un nouvel axe qui est incliné ou orienté à angle droit par rapport à l'axe de la vis. L'axe de la vis et l'écoulement du produit fondu dévié peuvent former un angle de 30, 45 ou 900. Cependant, toute modification de la direction d'un écoulement d'un produit fondu orientée dans un plan transversal résulte en des longueurs de trajectoire d'écoulement différentes pour les éléments à section particulière.Ces différences de trajectoire d'écoulement, après aéviation, conduisent à des différences dont les caractéristiques physiques telles que la pression du mélange, la vitesse, la température et la viscosité du matériau dans un plan perpendiculaire à la direction du mouvement. On sait par expérience, que la pression sur l'extrémité de décharge de l'arc intérieur de la trajsctoire d'écoulement déviée est invariablement plus élevée que celle sur l'extrémité de décharge de l'arc extérieur de la trajectoire d'écoulement déviée, si bien que l'écoulement de mélange fondu quitte l'intervalle de sortie sur le côté du raccordement de la matrice avec la boudineuse à une vitesse plus élevée que sur le côté opposé.Ainsi, l'épaisseur de paroi et les contraintes intérieures du brin retiré augmentent dans la direction du raccordement de la matrice, ce qui est désavantageux pour le produit manufacturé. Le problème de la déviation a été résolu de nombreuses façons. La compensation de trajectoire et de pression et, par exemple, obtenue en allongeant l'arc intérieur de la trajectoire d'écoulement et toutes les trajectoires entre les arcs de bordure par des éléments de compensation tels que des noyaux ou des ferrures de décélération qui allongent les trajectoires d'écoulement si bien que la trajectoire totale du matériau dans l'arc intérieur est similaire à celle de l'arc extérieur. D'après l'article de G.Schenkel intitulé "Rheologische Formgebung einpacher Spizwerkjeuge für Ex truderw ( Construction Rhéologique de matrices simples pour boudineuses), pages 201 à 207, du journal "Kunststoffe" N049 de 1959, on peut guider l'écoulement des mélanges fondus après division par un couteau le long de la longueur péri sphérique d'un noyau (arc intérieur autour du noyau qui est monté centralement dans la chemise de la matrice). Une autre conception de matrice à tête d'équerre décrite dans le même ouvrage, prévoit des ferrures de décélération sur l'arc intérieur au lieu de noyaux stationnaires. Cette dernière conception présente l'inconvénient qu'un écoulement de mélange fondu équilibré sur toute sa circonférence ne peut être obtenu que dans certaines conditions.A partir d'un point de vue rhéologique, les ferrures de décélération se présentent d'une manière moins favorable que les noyaux et conduisent à une stagnation de l'écoulement du mélange fondu. Dans la matrice à tête d'équerre présentée dans le brevet français NO 1 024 205, l'entrée du mélange n'est pas disposée centralement mais dans un plan tangent au noyau, de façon que l'écoulement du matériau ne soit pas divisé en deux parties. L'écoulement sur toute la section est distribué autour du noyau par une surface de guidage en spirale. La conception spéciale de cette surface assure le changement graduel du mouvement hélicoïdal original en un mouvement axial. Les matrices à tête d'équerre. de ce type n'ont pas réussi jusqu'à maintenant à s'imposer, en raison de leur conception élaborée et de leur longue trajectoire d'écoulement. L'ouvrage indiqué ci-dessus décrit également des matrices à tête d'équerre comportant des distributeurs pour le boudinage d'isolant en caoutchouc. Dans ces dispositifs l'écoulement de mélange fondu arrivant de la vis est d'abord divisé en deux écoulements partiels qui sont alors redivisés en deux autres écoulements partiels à partir de deux points opposés diamétralement. Cette disposition améliore la distribution de l'écoulement de mélange fondu sur toute la circonférence. Des conceptions comprenant des distributeurs, similaires aux matrices à tête d'équerre avec des noyaux, présentent l'inconvénient que la division répétée de l'écoulement du mélange fondu résultant de la vitesse réduite à proximité des noyaux de guidage, conduit à des marquages indésirables dans le blindage du câble boudiné. Un objet de la présente invention est de réaliser une matrice à tête d'équerre pour une boudineuse à vis permettant le revêtement de câbles plats avec du caoutchouc ou des matières plastiques dans laquelle le problème de la déviation des écoulements de mélanges fondus est résolu d'une manière rhéologiquement sa tisfaisante. La nouvelle caractéristique de la matrice à tête d'équerre, dans laquelle l'écoulement de mélange fondu est divisé en deux écoulements partiels et les sections des écoulements partiels sont modifiées en sections rectangulaires avant déviation, consiste, suivant la présente invention, en deux trajectoires hélicoidalos guidant et déviant l'écoulement de mélange fondu de section rectangulai#re. Dans une réalisation préférée de la présente invention, les trajectoires hélicoidales sont conçues comme des gorges hélicoidales de section rectangulaire dans la surface de deux galets de déviation. La gorge dans la surface de chaque galet de déviation ne s'étend pas sur tout le pas. La région de base de chaque gorge va en s'amenuisant tangentiellement dans ses deux régions extrêmes à partir desquelles se produit respectivement l'écoulement et le retour du mélange fondu Les galets de déviation sont ajustés à la moitié de l'angle de déviation pour l'entrée de l'écoulement de mélange fondu. Les écoulements de mélange fondu sont de préférence déviés de 900. Pour cet angle de déviation, les galets sont réglés à un angle de 450afin de permettre l'admission de l'écoulement de mélange fondu.Des déviations du matériau moins aigües, de 45 et 600 par exemple, respectivement, sont également favorables. Pour la déviation d'écoulement de mélange fondu de section rectangulaire au moyen du dispositif de la présente invention, la longueur de la trajectoire de chaque élément de section particulière est identique. Les figures sont des représentations schématiques partielles d'une réalisation de la présente invention. La figure 1 est une représentation en perspective de l'écoulement du mélange fondu entre la sortie de la boudineuse et la sortie de la matrice à tête d'équerre; La figure 2 est une représentation en perspective et en coupe des galets de déviation supérieur et inférieur; La figure 3 est une vue en coupe de la matrice à tête d'équerre de la présente invention; La figure 4 est une vue en coupe prise le long de la ligne 44 de la figure 3. L'écoulement de mélange fondu 18 dans la figure 1, qui consiste en caoutchouc ou en matières plastiques telles que le polyéthylène, le polypropylène ou leurs copolymères ou en chlorure de polyvinyl et autres matériaux similaires et qui vient de la boudineuse à vis, est continuellement forcé au travers de la matrice, comme décrit au moyen des figures 3 et 4. Simultanément, les fils non pré-chauffés 19, qui sont à revêtir, pénètrent dans la matrice par la gauche. Le câble plat 20 est entrainé à une vitesse approximative de 10 mètres par minute. Dans la matrice, l'écoulement de mélange fondu 18 est divisé en deux écoulements partiels symétriques 18a-18b. Les sections jirculaires de ces écoulements partiels sont modifiées en sections rectangulaires par des canaux formés d'une manière correspondante dans la matrice, comme on l'expliquera plus en détails par la suite. La section d'extrusion de l'écoulement de mélange fondu diminue uniformément entre la sortie de la boudineuse à vis et la sortie de la matrice. Au moyen des galets de déviation 8, 9, représentés dans la figure 2, les deux écoulements partiels 18a, 18b sont déviés selon un nouvel axe qui est incliné ou disposé à angle droit par rapport à l'axe de l'écoulement de mélange fondu 18, et après déviation des écoulements partiels, converge de dessus et de dessous contre les fils guidés parallèlement 19 afin de former le câble plat 20. La matrice à tête d'équerre suivant la présente invention est représentée dans les figures 3 et 4. La matrice à tête d'équerre est fixée au carter de la boudineuse avec la partie filtée de la collerette 3 au moyen de la vis à six paas 2. Le matériau thermoplastique ou le caoutchouc est forcé par une boudineuse à vis non représentée au travers de la matrice à tête d'équerre. La distance entre la sortie de la boudineuse à vis et la sortie de la matrice à tête d'équerre doit être aussi courte que possible. L'écoulement de mélange fondu se distribue initiallement lui-même dans le canal annulaire 6 entre l'extrémité conique de la vis de la boudineuse 1 et un évidement conique correspondant du bloc de formage 4. L'extrémité de la vis de boudineuse 1est chamfreinée afin de pro duire un mouvement de basculement de l'écoulement de mélange fondu. évitant ainsi une zone surchauffée à l'extrémité de la vis.Lorsque l'on utilise du po lyéthylène, la température de l'extrémité de la vis est par exemple de 175 C. Pour transformer le mouvement de basculetnent de l'écoulement de mélange fondu en un mouvement axial, l'écoulement est forcé au travers d'un jeu de filtre 5 consistant en 4 filtres à maille différente, par exemple, 80, 3500, 900 et 2 80 mailles par cm . Dans le canal en forme de V 7, qui est incorporé dans le distributeur 10, l'écoulement de mélange fondu est divisé symétriquement. Le canal en forme de V 7 est suivi par des parties de canal 7a, 7b, entre la plaque de recouvrement 13a (haut) et le bloc de formage 12a (haut) et la plaque de recouvrement 13b (basse) et le bloc de formage 12b (bas) respectivement. La section des parties de canal 7a, 7b diminue continuellement dans la direction des galets de déviation 8, 9.En formant d'une manière appropriée les blocs de formage 12 et les plaques de recouvrement 13, les sections annulaires des écoulements de mélange fondu divisés symétriquement 18a, Mb (figure 1) sont modifiées en sections rectangulaires. Le matériau thermoplastique s'écoule au travers du canal en forme de V 7 dans les parties du canal 7a, 7b jusqu'aux galsts de déviation 8, 9 qui sont prévus pour guider et dévier les écoulements de mélange fondu 18a, 18b de section rectangulaire. La surface de chaque galet de déviation 8. 9 est munie à cette extrémité d'une gorge peu profonde hélicoidale 81, 91 qui reçoit l'écoulement de mélange fondu de section rectangulaire. Un toron métallique 19 consistant en 60 fils d'un diamètre de 0,18 mm chacun, et qui pénètre dans la matrice à tête d'équerre depuis la gauche est guidé entre les guide-fils supérieur et inférieur lita, llb. Les deux écoulements partiels isba, 18b de section rectangulaire, qui sont déviés au moyen des galets de déviation 8, 9, convergent depuis le dessus et le dessous contre les fils guidés parallèlement 19, entourant d'une manière dense ces derniers avec une matière plastique. Les cables plats revêtus quittent la matrice à tête d'équerre par un orifice 17 qui est prévu à la sortie de la matrice à tête d'équerre. En donnant une forme appropriée à cet orifice, des gorges sont réalisées dans les parties ce la surface du câble plat 20 dans lesquelles on ne trouve aucun fil. La largeur du cabre plat refroidie est de 29,2 mm et l'épaisseur de 0,7 mm. Les dimensions de la section de l'orifice dépassent celles du câble plat fini d'une valeur égale au retrait volumétrique, c'est à dire approximativement 10% en hauteur et en largeur.La plaque de recouvrement 13a (haut) et le bloc de formage 12a (haut) pivotent sur l'axe 15 au moyen d'une poignée 16 du dispositif de verrouillage, qui maintient la plaque de recouvrement et le bloc de formage en position basse repliée afin de permettre le nettoyage du dispositif. Les tem- pératures sont mesurées par les thermocouples 14. La température maximum dans la matrice est de 2400C lorsque l on utilise du polyéthylène. Les dispositifs de chauffage et les détails de conception ont été omis afin de clarifier l'explication. Afin d'assurer le guidage et la déviation des écoulements partiels 1Ba, 18b de section rectangulaire, les galets de déviation 8,9 de la figure 2 comprennent dans leur surface une gorge peu profonde hélicoidale qui reçoit l'écoulement d'un mélange fondu peu profond. Les gorges hélicoïdales 61, 91 ne s'étendent pas sur tout le pas du galet de déviation cylindrique et vont en s'amenuisant à leurs extrémités 82, 32 dans lesquelles l'écoulement de mélange fondu pénêtre et ressort respectivement La matrice comprend des gorges longitudinales 83, 93 bloquant les galets de déviation B, 9 La matrice à tête d'équerre de la présente invention dans laquelle l'écoulement de mélange fondu en direction de l'orifice est symétriquement divisé en deux écoulements partiels qui, après conversion de leur section, sont déviés et convergent contre le toron métallique depuis le dessus et le dessous, présente l'avantage que la distance entre le sortie de la presse à Doudiner à vis et la sortie de la matrice est indentique pour toutes les parties de différentes sections de l'écoulement de mélange fondu. De plus. il nfy a pas de zone de stagnation dans laquelle le matériau peut être retenu indûment et ainsi être décomposé ou carbonisé. La vitesse de facrication des câbles plats au moyen de la matrice à tête d'équerre de la présente invention est essentiellement plus élevée que celle obtenue par des procédés de laminage connus dans lesquels des bandes plastiques sont appliquées au toron métallique à partir de coté opposé et sont soudées ensemble par réchauffement. Bien que l'on ait décrit dans ce qui précède et représenté sur les dessins les caractéristiques essentielles de l'invention appliquées à des modes de réalisation préférés de celle-ci, il est évident que l'homme de l'art peut y apporter toutes modifications de forme ou de détail qu'il juge utiles sans pour autant sortir du cadre de ladite invention. REVENDICATIONS 1.- Matrice à tête équerre pour presse à boudiner à vis permettant le revêtement de câbles plats avec du caoutchouc ou des matière plastiques, dans laquelle l'écoulement de mélange fondu est divisé en deux écoulements partiels dont les sections sont modifiées en sections rectangulaires, caractérisée en ce que les écoulements de mélange fondu de section rectangulaire sont guidés et déviés suivant deux trajectoires hélicoidales. 2.- Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que deux galets de déviation sont prévus comprenant deux gorges hélicoidales. 3.- Dispositif selon la revendication 2 caractérisé en ce que les dites gorges hélicoldales sont de section rectangulaire. 4.- Dispositif selon la revendication 3 caractérisé en ce que les dites gorges hélicoidales ne s'étendent pas sur un pas complet. 5.- Dispositif selon la revendication 4 caractérisé en ce que la région de base de chaque gorge est munie de sections extrêmes chamfreinées tangentiellement à ses deux extrémités. 6.- Dispositif selon la revendication 2 caractérisé en ce que les deux galets de déviation sont disposés suivant un angle maximum de 75 par rapport à l'axe de la vis