Brevet FR2180923A1 — publié le 19731130

La présente invention se rapporte à un outil dtoxtrusion perilettant de fabriquer des bandes en matière plastique, en particulier en matière thermoplastique. Il comporte un canal pour sasse fonduc de forme géométrique plate, comprenant un canal de distribution, un canal de déviation et une filière à fente plate, et par lequel s'écoule un courant de matière plastique non divisé, à filets fluides ayant sensiblement la môme longueur. On# connaît des outils d'extrusiondont le canal dtécoulc- ment de la masse fondue est réalisé de telle façon que le parcours des filets fluides contigus reste de la même longueur. Dans le cas de l'outil d'extrusionconforme au brevet allemand n0 1 262 012 comportant un canal ayant d'abord la forme d'un anneau de cercle, puis se transformant en un canal plat avec filière à fente plate, la transition est constituée par une partie du canal entaillée dans le sens d'écoulement et s'ouvrant en prenant la forme d'une droite. Dans le cas de l'outil dtextrusion conforme à la revue Kuntstoffe, volume 56, 1966, n0 8, pages 501 à 564, comportant un canal de distribution présentant d'abord la forme dtun éventail, qui se transforme en un canal de déviation arqué avec filière à fente plate, le canal de déviation se présente sous la forme d'une zone d oompen#ation. Dans cette zone, les lignes de courant ont la même longueur et une allure telle que, pour obtenir un flux de matière de même intensité, la condition de continuité est remplie. En outre, les lignes de courant sont des géodésiques perpendiculaires aux isobares dans cette zone. Ces deux outils dtextrusion présentent des profils de canal compliqués j qui sont difficiles à réaliser. On ne peut effectuer une réalisation compacte à encombrement réduit, et l'on ne peut disposer que très peu commodément les éléments de liaison absorbant la force, qui assemblent les composants de outil. En ce qui concerne la structure compacte, l'agencement du canal d'écoulement de la masse fondue et l'absorption des forces, c'est l'outil dtextrusion conforme au brevet allemand n0 1 156 967 qui convient le mieux. Il présente cependant le grave inconvénient que le canal d'écoulement de la masse fondue se ramifie plusieurs fois entre l'entrée et la sortie et que les sections du canal d'écoulement de la masse fondue qui se trouvent dans différents plans superposés sont de forme plate, elliptique ou cruciforme. Un canal de section transversale en S à plusicurs ramifications redivise sans arrêt le courant de masse fondue en courants partiels.Cela produit aux points dc Jonotioei des lit ex d1écoIc#czit qu#il#faut éviter dans tous les cas. Dans l'autre outil d' extrusion connu conforme au brevet allemand n0 l 231 412 comportant un canal de distribution d'abord en éventail qui se transforme en un canal de déviation avec filière à fente plate, on prévoit un canal d'écoulement de masse fondue de section transversale en U dont les surfaces de déviation parallèles à l'axe de la filière présentent, dans le plan perpendiculaire à l'axe de la filière, une courbure concave en direction de l'axe de la filière.Dans le cas de cet outil d'extrusion aussi, on part du fait que le libre parcours des filets de fluide contigus est de même longueur; bien que cela, dans le cas d'une masse fondue répartie en éventail, ne soit pas exact du fait de la différence des gradients de pression d'un filet à l'autre et de la différence de variation de trajet se produisant à la déviation, attendu quton ne prévoit pas de correction de compensation de la longueur. De ce fait, il apparat l'inconvénient que le flux de matière n'est pas identique partout. En ce qui concerne la condition de faible encombrement, cet outil aussi est encore insuffisant. Ltinvention vise à réaliser et à agencer- le canal d'écoulement de la masse fondue d'un outil d'extrusion du type décrit, de façon à obtenir sur la largeur de l'outil, pratiquement les mêmes quantités éjectées pour une largeur de fente restant identique, en envisageant une compensation de longueur du canal grecs à un profil de canal géométriquement simple, tout en obtenant en même temps de faibles dimensions d'encombrement en hauteur et en longueur de la partie de l'outil renfermant le canal d'écoulcment de la masse fondue. Pour atteindre cet objectif, selon l'invention, on prévoit un canal d'écoulement de la masse fondue replié en S dans sa section transversale et avec largeur de fente constante, dans lequel, pour réaliser la compensation de longueur du canal, un coude est courbé sur toute la largeur de l'outil. En ce qui concerne l'encombrement ainsi que la distribution et l'absorption des forces engendrées par la pression de la masse fondue, un tel canal d'écoulement de masse fondue convient parfaitement pour un outil compact. L'encombrement en hauteur de la partie de outil renfermant le canal d'écoulement de la masse fondue n'est égal qu'à 1/6 environ de l'encombrement en largeur. En outre, en raison de sa section transversale en forme de Sj le canal dtécoulement de la masse fondue permet de réaliser la compensation de longueur du canal par un moyen simple et avantageux du point de vue de la construction et de la technique de fabrication, ainsi que de l'écoulement La déviation est longue au centre de l'outil et courte sur ses bords, La courbure du canal sur la largeur de l'outil prévue à cet effet peut avantageusement être réalisée au niveau d'un coude du canal d'écoulement de la masse fondue. Le canal d'écoulement de la masse fondue présente, en outre, une fente constante et une forme géométrique simple. La répartition de la masse fondue sur la largeur a lieu uniformément et l'on peut obtenir, en raison du profil de canal courbé prévu, une compensation de longueur du canal, de sorte que les filets de fluide ont à peu près la même longueur. Les quantités expulsées sur la largeur de l'outil sont sensiblement égales. De même, la durée de séjour des différentes particules de masse fondue est sensiblement la même, et il se produit une bonne égalisation de la température. Il n'apparat pas de différences de vitesse de ci- saillement et de vitesse d'écoulement dtun filet à l'autre. On obtient, par suite, des propriétés physiques optimales pour le produit. Pour la distribution de la masse fondue, il suffit d'une pression relativement faible. Elle ne dépend plus, en outre, essentiellement de la résistance de la filière, mais elle est for mée par des résistances à l'écoulement appropriées, par exemple des alésages ou des canalisations sous pression, avant l'entrée par où la masse fondue pénètre dans l'outil d'extrusion. De ce fait, la charge exercée sur les surfaces du canal d'écoulement par la pression de la masse fondue est relativement faible. Les dimensions des composants de l'outil et des éléments de liaison nécessaires sont, en conséquence, faibles. En outre, outil d'extrusion est d'application universcille. On peut l'utiliser pour des matières plastiques se comportallt différemment lors du façonnage et lors du démoulage. On peut l'utiliser indifféremment pour toute une série dc matières plastiques, ainsi par exen:ple pOU2' des polyamides, des polyestcrs, des chlorures de polyvinyle et des polyoléfines. En outre, :1 e vient bien pour tlcs platières plastiques expansibles, car la durée de séjour uniforme existante produit une structure de pores homogène. En raison de la conformation et de l'agencement choisis du canal d'écoulement de la masse fondue, on peut prévoir une direction d'arrilrée et une direction de départ dans des plans Juxtaposés et parallèles, Cela est important pour placer convenablement l'extrudeuse à vis disposée suivant une ligne dtextrusion, avant outil d'extrusion et les dispositifs subséquents prévus, tels que, par exemple, le cylindre de coulée, le cylindre refroidisseur, le laminoir de polissage, etc., faisant suite à outil d'extrusion, L'autre avantage consiste en ce que le canal d'écoulement de la masse fondue, vu en coupe transversale, est logé avec un faible encombrement dans l'outil d'extrusion.Cependant, le canal d'écoulement de la masse fondue présente une longueur suffisante pour permettre à la fois un écoulement et une durée de séjour fa vorables. En outre, les surfaces du canal subissant la pression de la masse fondue se trouvent dans des plans parallèles entre eux. La pression de la masse fondue, d'ailleurs faible, peut ainsi entre absorbée, de façon appropriée, par les éléments de liaison prévus, de préférence des vis, Ces vis sont réparties suivant une rangée sur la largeur de ltoutilt à faible distance du canal d'écoulement de la masse fondue. En outre, cet outil d'extrusion est de structure simple, on peut fabriquer et usiner sans difficulté les surfaces du canal et lton peut monter de façon simple et nettoyer facilement les composants de outil d'extrusion, de préférence des plaques. On peut, de surcrott, placer avantageusement, les moyens de chauffage nécessaires près du canal d'écoulement de la masse fondue. Lorsque la structure de outil dtextrusion est constituée par des plaques, on peut placer ces plaques qui présentent des profils. courbes de façon interchangeable. Ainsi, on peut facilement modifier le canal d'écoulement de la masse fondue au voisinage de la fente de déviation à courbure concave, en échangeant des plaques de profils différents. Le profil du canal d'écoulement de la masse fondue à ses deux coudes peut entre rectiligne ou courbe. Il est préférable d'utiliser des coudes courbés pour des masses fondues sensibles à la chaleur comme le chlorure de polyvinyle. Pour obtenir un écoulement calme de la masse fondue au début du canal d'écoulement, on peut pratiquer au voisinage de l'embouchure du canal d'admissionS un évidement légèrement en forme de gorge dans le canal d'écoulement de la masse fondue. La description détaillée qui va suivre, et le dessin annexé donnés uniquement à titre d'exemples non limitatifs, feront mieux comprendre comment l'invention peut entre réalisée. Sur le dessin annexé: la figure 1 est une coupe transversale de l'outil d2extru- sien, et la figure 2 est une coupe suivant Il-Il de la figure 1. L'outil d'extrusion comprend essentiellement les groupes de s s 1 et 22 chaque groupe pouvant entre subdivisé en plaques individuelles, et les plaques latérales 11 et 12. Il comporte pour l'écoulement de la masse fondue un canal dont la section transversale est repliée en S (figure 1), dont les différents tronçons sont désignés par les références 3, 4, 5, 6 et 7, Ce canal se prolonge par une filière de sortie 8. Celle-ci peut aussi présenter une allure correspondant à celle indiquée par la ligne 8 en traits mixtes. Les sections 4 et 6 sont les coudes du canal en méandres pour l'écoulement de la masse fondue.Le canal dtentrée de l'outil d'extrusion est désigné par la référence 9 et une canalisation d'alimentation sous pression de la masse fondue est désignée par la référence 10. Le tronçon 6 du canal d'écoulement de la masse fondue, constituant le second coude se présente sous la forme d'une fente courbe, et ce dans un plan perpendiculaire aux surfaces parallèles 3, 5 et 7 du canal. Il s'agit ici dtun arc géométriquement simple. On effectue la construction, en se basant surales distances géométriques nécessaires que doivent parcourir les différents filets de la masse fondue, de l'entrée à la sortie, en tenant compte de la largeur de outil et de la conformation du tronçon 3 du canal d'écoulement de la masse fondue, constituant le canal de distribution. La fente courbe 6 effectue à elle seule la compensation de longueur du canal. Les trajets d'écoulement en méandres, considérés par rapport à la largeur de l'outil, sont plus longs au centre que sur les bords de ce dernier, En raison de cette conception de canal, on obtient une répartition homogène de la masse fondue sur la largeur de coutil, pour une pression de la masse fondue relativement faible et une largeur de fente constante, ce qui donne un profil d'écoulement sensible ment rectiligne sur la largeur de l'outil ( cf Sp, figure 2 ). REVENDICATION Outil d'extrusion permettant de fabriquer des bandes en matière plastique, en particulier en matière thesmoplastique, comportant un canal d'écoulement de la masse fondue de forne géométrique plate comprenant un canal de distribution, un canal de déviation et une filière à fente plate, et par lequel s'écoule un courant de matière plastique non divisé, à filets de courant sensiblement de même longueur, caractérisé en ce qutil comporte un canal d'écoulement de la masse fondue replié en S dans sa section transversale et avec largeur de fente constante, dans lequel pour réaliser la compensation de longueur du canal, un coude est courbé sur toute la largeur de 11 outil.