Brevet FR2116319A1 — publié le 19720713

L'invention concerne un procédé d'extrusion de profilés en matière cellulaire, une machine permettant d'obtenir de tels profilés ainsi que les profilés obtenus par la mise en oeuvre de ce procédé et l'utilisation de ladite machine. Lorsqu'on veut fabriquer des profilés pleins ou tubulaires en matière thermo-plastique comprenant une peau lisse et une âme cellulaire obtenues toutes les deux en la même matière expansible par une extrusion commune, on se heurte à différentes difficultés, notamment en ce qui concerne - l'avancement régulier de la matière sur toute sa section d'ex- trusion, - la formation d'une peau régulière de la surface, - la possibilité d'obtenir des profilés de très faible densité, - la possibilité d'obtenir des profilés réguliers sans affaissement de la peau et sans cloques entre celle-ci et l' me cellulaire. Le procédé conforme à l'invention consiste principalement - à séparer d'abord la matière avant son expansion en deux flux distincts, - à permettre ensuite à celui devant former l'âme de s'expanser seul sur son parcours, - à le réunir ensuite avec celui destiné à former la peau et maintenu à volume constant sur son parcours d'extrusion, - à assurer par la réunion des deux flux leur liaison par soudure, - la section de l'ensemble du profilé étant ensuite maintenue constante de façon en soi connue sur le parcours de refroidissement subséquent jusqu'au figement de la matière. Il convient, le cas échéant, de chauffer sur son parcours d'ex- trusion séparé le flux de matière destiné à former l'âme cellulaire indépendamment de celui destiné à former la peau. Un tel profilé peut être obtenu sur une machine sur laQuelle la paroi extérieure d'une fente d'extrusion annulaire est prolongée par un canal de refroidissement rectiligne de section constante et qui est caractérisée en ce qu'elle comprend, pour l'extrusion de la matière devant constituer l'âme cellulaire, un passage dtex trusion distinct de la fente annulaire d'extrusion de la peau et qui débouche dans la zone circonscrite par cette dernière a trée du canal de refroidissement. Selon un mode d'exécution préféré de cette machine, le passa ge d'extrusion est limité sur la périphérie par une paroi qui s'évase progressivement vers l'aval jusqu'au bord intérieur de la fente d'extrusion annulaire de la peau. Lorsqu'on veut obtenir un profilé du type tubulaire il convient d'agencer la machine conformément à l'invention de sorte que le passage d'extrusion soit lui-m#me de forme annulaire, sa paroi intérieure convergeant progressivement vers l'axe d'extrusion jusqu'au bord intérieur d'une autre fente d'extrusion annulaire par laquelle est extrudée une peau intérieure du profilé. Il convient en général de prévoir en outre le passage d'extrusion de section croissante vers l'aval dans le prolongement d'un passage amont de section constante à paroi chauffée indépendamment de toute fente d'extrusion annulaire qui lui est co-axiale. Il peut être avantageux en outre de faire en sorte que la où les fentes d'extrusion annulaires, contrairement au passage d'ex trusion augmentent de section vers l'amont où ils sont en communication mutuelle. Selon un mode d'exécution avantageux, la machine comprend au moins un anneau co-axial séparateur de flux dont la demie-section, vue dans un plan contenant l'axe d'extrusion, forme un parallélogramme dont deux cotés sont parallèles à cet axe, celui situé en amont constituant la génératrice d'un tronçon amont du passage d'extrusion de lt me en matière cellulaire, alors que celui situé en aval constitue la génératrice d'un troncçon aval de la fente d'extrusion de la peau du profilé. L'invention vise plus particulièrement, et ce à titre de produits industriels nouveaux, les machines d'extrusion du genre en question comportant application des sus-dites dispositions, les éléments spéciaux propres à leur établissement ainsi que les profilés pleins ou tubulaires en matière thermo-plastique rigide ou souple, comprenant une peau lisse et une me cellulaire, obtenus par extrusion sur une machine du genre en question, un tel profilé lorsqu'il est rigide pouvant,par exemple, constituer une moulure d'encadrement, ou lorsqu'il est établi en matière souple, servir de joint d'étanchéité par exemple dans la construction de carrosseries d'automobiles ou de cellules d'avions. Le dessin annexé, donné à titre d'exemple, perméttra de mieux comprendre l'invention, les caractéristiques qu'elle présente et les avantages qutelle est susceptible de procurer Fig. I montre schématiquement en coupe certaines parties importantes pour l'invention d'une machine à extruder un profilé en matière plastique cellulaire. Fig. 2 est une coupe selon TI-II (fig. 1). Fig. 3 montre schéinatiquement en coupe certaines parties importantes pour l'invention d'une machine établie selon une variante pour l'extrusion d'un profilé tubulaire en matière plastique cellulaire. Fig. 4 est une coupe selon IV-IV (fig. 3). Pour obtenir un profilé plein ou tubulaire en matière thermoplastique comprenant une peau lisse et une me cellulaire, obtenues toutes les deux en la meme matière expansible par extrusion commune, on sépare conformément à l'invention d'abord la matière avant son expansion en deux flux distincts, on permet ensuite à celui devant former l' me de s'expanser sur sur son parcours d'extrusion, on le réunit ensuite avec celui destiné à former 18 peau maintenu à volume constant sur son parcours d'extrusion, on assure par la réunion des deux flux leur liaison par soudure et on maintient ensuite la section de l'ensemble du profilé constante de façon en soi connue sur le parcours de refroidissement jusqu'au figement-de la matière. En supposant qu'on veuille obtenir un profilé plein en matière thermo-plastique, comprenant une peau lisse et une #me cellulaire, à partir d'une matière expansible 1 c#hauffée par des résistances électriques 2 et refoulée par une vis sans fin 3 dans la direction de l'extrusion d'une machine apDropriée, sur laquelle la paroi extérieure d'une fente 5 destinée à l'extrusion de la peau du profilé est prolongée par un canal de refroidissement rectiligne de section constante 7, par exemple refroidi par un chemisage à circulation d'eau 8, on fait comprendre en outre à cette machine conformément à l'invention, pour l'extrusion de la matière devant constituer l'âme cellulaire, un passage d'extrusion 4 distinct de ladite fente annulaire et qui débouche dans la zone circonscrite par cette fente 5 à l'entrée du canal de refroidissement 7. Le passage 4 de préférence s'évase progressivement vers ltaval jusqu'au bord intérieur de la fente d'extrusion annulaire 5, de manière à permettre à la matière qui le parcourt de se détendre ré- gulièrement vers la périphérie et d'arriver déjà sous forme de matière cellulaire dans la matière non détendue qui sort de la fente 5. Dans certains cas, il convient de prévoir le passage d'extrusion 4 dans le prolongement d'un passage cylindrique amont 9 dont la paroi est chauffée par des résistances électriques 10 indépendamment de la fente d'extrusion 5, ce qui permet d'augmenter encore la ten; dance à l'expansion de la matière arrivant dans le passage 4 par rapport-à celle sortant de la fente d'extrusion 5, la tendance à ltexpansion de cette dernière étant- avantageusement limitée en vue d'obtenir une peau extérieure homogène. Contrairement au passage d'extrusion4, 9 qui se rétrécit vers l'amont, il convient de faire en sorte que la fente d'extrusion 5 s'élargisse dans le même sens entre des parois annulaires co-axiales et divergentes 11 et 12. On constate donc que, dans la machine établie conformément à l'invention, le passage d'extrusion contient en somme un anneau 13 diviseur de matière > convenablement profilé. L'invention permet également d'obtenir des profilés tubulaires d'une section de forme quelconque en matière plastique cellulaire dans une machine établie selon une variante représentée en fig. 3 et 4. Par analogie on a désigné sur ces dernière les organes remplissant un rtle similaire par les mimes chiffres de référence suivis de l'indice a. Cette machine se distingue de la précédente en ce que la passage d'extrusion 4a est lui-même de forme annulaire, sa paroi intérieure 14 convergeant progressivement vers l'axe d'extrusionX1, X2, jusqu'au bord intérieur d'une autre fente d'extrusion annulaire 15, similaire dans sa fonction à celle désignée par Sa, du fait qu'elle est destinée à constituer une seconde peau, celle de la paroi intérieure du profilé tubulaire. Il convient dans ce cas de refroidir, par exemple par une circulation intérieure d'eau 16, la paroi intérieure 17 de la fente d'extrusion intérieure 15 et de la prolonger vers l'aval, parallèlement à la paroi cylindrique 7a refroidie, qui prolonge vers l'aval la paroi extérieure 6a de la fente d'extrusion extérieure Sa. Les liaisons mécaniques par entretoises (non représentés) entre les anneaux diviseurs 13-a, le noyau 17 et la paroi extérieure Sa sont, bien entendu, prévues en amont de la sotie du passage 4a et des fentes Sa et 15 d'extrusion. Il en va de même pour les canalisations (non représentées) de la circulation d'eau de refroidisse ent du noyau 17. En suite de quoi et quel que soit le mode de réalisation adopté, on obtient une machine d'extrusion qui permet de fabriquer dans les meilleures conditions toutes sortes de profilés cylindriques pleins ou tubulaires en matière plastique cellulaire, soit de section circulaire, soit d'une section quelconque, qui peuvent être rigides ou souples. Cette machine présente de nombreux avantages - celui de permettre un réglage précis du degré d'expansion de la matière cellulaire de remplissage, d'une part par le choix de la section utile du passage d'extrusion ety d'autre part, par le chauffage ou même le surchauffage de la matière qui le parcourt ;; - celui de permettre l'obtention de profilés d'une très faible densité qui peut autre inférieure au 1/3 de celle de la matière employée - celui de permettre iii calibrage précis de l'épaisseur de la couche de la-peau externe dense, quelle que soit la densité de la matière cellulaire interne et d'éviter dans cette couche des traces d'expansion - celui de permettre l'obtension de profilés nouveaux-dans le sens qu'ils se distinguent de ceux antérieurement connus par les qualités ci-dessus énoncées et par le fait autre obtenus selon le procédé et/ou sur la machine conforme à l'invention. De tels profilés lorsqu'ils sont établis en matière plastique rigide peuvent par exemple constituer des moulures d'encadrement et remplacer le bois ou encore lorsqu'vils sont en matière olastique souple, servir de joints d'étanchéité dans la fabrication de carrosseries d'automobiles ou de cellules d'avions. Il doit d'ailleurs autre entendu que la description oui précède n'a été donnée qu'à titre d'exemple et qu'elle ne limite nullement le domaine de l'invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les détails d'exécution décrits par tous autres équivalents. R E V E N D I C A T I O N S 1- Procédé de fabrication de profilés pleins ou tubulaires en matière thermo-plastique comprenant une peau lisse et une me cellulaire, obtenues toutes les deux en la m#me matière expansible par extrusion commune, consistant - à séparer d'abord la matière avant son expansion en deux flux distincts, - à permettre ensuite à celui devant former l' me de s'expanser seul sur son parcours d'extrusion, - à le réunir ensuite avec celui destiné à former la peau et maintenu à volume constant sur son parcours d'extrusion, - à assurer par la réunion des deux flux leur liaison par soudure, - la section de l'ensemble du profilé étant ensuite maintenue constante de façon en soi connue sur le parcours de refroidissement subséquent jusqu'au figement de la matière. 2- Procédé selon la revendication 1, consistant à chauffer sur son parcours d'extrusion séparé, le flux de matière destiné à à former 1'âme cellulaire, indépendamment de celui destiné à former la peau. 3- Machine pour l'extrusion de profilés en matière thermoplastique comprenant une peau lisse et une ame cellulaire à partir d'une même matière expansible dans laquelle la paroi extérieure d'une fente d'extrusion annulaire est prolongée par un canal de refroidissement rectiligne de section constante, caractérisé en ce qu'elle comprend, pour ltextrusion de la matière devant constituer l'amie cellulaire, un passage d'extrusion (4) distinct de la fente annulaire (5) d'extrusion de la peau et qui débouche dans la zone circonscrite par cette dernière, à l'entrée -du canal de refroidissement. 4- Machine selon la revendication 3, caractérisé en ce que le passage d'extrusion est délimité vers la périphérie par une paroi (4) qui s'évase progressivement vers l'aval,-jusqutau bord intérieur de la fente d'extrusion annulaire (5) de la peau. 5- Machine selon la revendication 4, caractérisée en ce que le passage d'extrusion (4a) est lui-mème de forme annulaire, sa paroi intérieure (14) convergeant progressivement vers l'axe d'extrusion (X1, X2), jusqu'au bord intérieur d'une autre fente d'extrusion annulaire (15), par laquelle est extrudée une peau inté rieure au profilé alors de forme tubulaire. 6- tachine selon l'une quelconque des revendioations 3 à 5, caractérisée en ce que le passage d'extrusion (4 ou 4e, 14), de section croissante vers l'aval, est prévu dans le prolongenent d'un passage amont (9, 9a) de section constante a paroi chauffée indépendamment de toute fente d'extrusion annulaire (5 ou Sa, 15) qui lui est co-axiale. 7- Machine selon l'une quelconque des revendications 3 à 6, caractérisée en ce que les fentes d'extrusion annulaires (5 ou Sa, 15), contrairement au passage d'extrusion (4 ou 4a), augmentent de section vers l'amont, où fenteset passage communiquent avec l'ail- mentation commune de matière plastique expansible (1). 8- Machine selon l'une quelconque des revendications 3 à 7, caractérisée en ce qu'elle comprend dans le canal d'extrusion au moins un anneau co-axial (13, 13a) séparateur de flux, dont la demiesection, vue dans un plan contenant l'axe d'extrusion, forme un parallélogramme dont deux cotés sont parallèles à cet axe, celui situé en amont constituant la génératrice d'un tronçon cylindrique amont (9) du passage d'extrusion de l'âme en matière cellulaire, alors que celui situé en aval constitue la génératrice d'un tronçon cylindrique aval de la fente d'extrusion (5) de la peau du profilé. 9- Profilé plein ou tubulaire en matière thermo-plastique rigide ou souple comprenant une peau lisse et une âme cellulaire,ca- ractérisé en ce qu'il est obtenu par mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2. 10- Profilé selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il est obtenu sur une machine selon l'une quelconque des revendications 3 à 8.