Brevet FR2143809A1 — publié le 19730209

Pour la fabrication de feuilles en gaine continues à partir de matériaux thermoplastiques, le refroidissement de la feuille au moyen d'air s'est avéré nettement plus avantageux que le re froidissement à l'eau qui présente en principe un meilleur rende ment car ce dernier procédé entrasse des qualités de feuilles iné gales en raison du refroidissement trop brutal. D'un autre côté l'inconvénient principal du refroidissement par air est que l'effet de refroidissement en est réduit. Si on désire augmenter le rendement en augmentant les quantités d'air, on a A subir les inconvénients qui en résultent, par exemple l'é- tranglement du col de la feuille en gaine par le jet d'air ou le flottement de la feuille encore à l'état plastique. Pour augmen ter l'effet de refroidissement on a proposé diverses mesures ayant pour but de compléter le refroidissement extérieur de la feuille plastique en gaine par un refroidissement simultané de la face intérieure de la feuille en gaine. En introduisant dans la feuille en gaine des éléments de refroidissement par air avec soufflerie de circulation pour l'air enfermé dans la gaine on a obtenu une certaine amélioration de l'effet de refroidissement mais on a suscité en méme temps des inconvénients importants dûs à la condensation des éléments cons titutifs de la masse élastique fondue s'évaporant.Un progrès très important a été obtenu par des dispositifs de refroidissement intérieur de feuille plastique en gatne continue connus, fonction nant par échange d'air à travers un grand orifice central de la tête de soufflage alimentée latéralement, dispositifs qui ont fait l'objet des demandes de brevet France 70 40597 du 13 noverabre 1970 et 71 21978 du 17 juin 1971, de m#me que, plus arcierriement,ie la demande de brevet France 69 07494 du 17 mars 1969. Mais également dans ces dispositifs de refroidissement inté rieur il y a une limite du rendement car, lorsqu'on essaye d'am- liorer la puissance de refroidissement en augmentant les vitesses d'air et par conséquent les quantités d'air, il se produit fina lement des vibrations intempestives dans la feuille en gaine con tinue encore à l'état plastique. Un but de l'invention est donc de créer un dispositif ae refroidissement extérieur et intérieur de feuille plastique en gaine, capable d'éviter ces inconvénients et de permettre d'aug nenter encore la puissance de refroidissement. L'invention part de la constatation que l'air de refroidis sement guidé sur de grands parcours entre la feuille à l'état plastique et une surface de guidage d'air sensiblement parallèle à la paroi de la feuille favorise les vibrations de la feuille et que, de plus, la grandeur de la vitesse de l'air est un facteur décisif pour la puissance de refroidissement, c'est à dire pour le coefficient de conductibilité calorifique.L'invention s'applique donc à un dispositif de refroidissement pour des feuilles en gaine plastique continues fabriquées au moyen d'une tête de soufflage, ce dispositif fonctionnant par refroidissement par air sur la face extérieure et la face intérieure de la feuille en gaine et par échange d'air de l'air de refroidissement intérieur à travers un orifice central de la tête de soufflage alimentée latéralement ; l'invention est caractérisée en ce qu'il est prévu, à une certaine distance du bec de tuyère, des bagues d'arrivée d'air de refroidissement extérieures et intérieures se faisant face réciproquement, comportant des orifices de sortie élargis, dirigés sur la feuille plastique et comportant également des surfaces de guidage d'air sensiblement cylindriques de faible longueur axiale qui forment avec la feuilles des intervalles de sortie d'air étroits. Il est possible de cette façon d'amener de grandes quantités d'air à grande vitesse par des paires de bagues d'arrivée d'air disposées les unes au dessus des autres en aussi grand nombre qu'on veut tout en évitant d'avoir à guider sur un long parcours entre les surfaces de guidage d'air cylindriques l'air de refroidissement améné. Suivant un développement de l'invention on peut prévoir des bourrelets annulaires dirigés vers la feuille plastique sur les surfaces de guidage d'air cylindriques. Grâce à ce profilage de la surface des bagues d'arrivée d'air situées du côté de la feuils plastique, l'air de refroidissement passe à plusieurs rep-ises à grande vitesse sur un court parcours juste le long de la feuille plastique de sorte que celle-ci est refroidie de façon particuliè remuent intensive. Suivant une autre proposition de l'invention particulièrement appropriée, le diamètre nominal d'au moins la paire de bagues d'air intérieure correspond au diamètre du bec de tuyère. C'est donc à une distance reletivement faible du bec de tuyère que peut s'effectuer le premier zefroidissement supplémentaire de la feuille encore à l'état plastique mou qui a déjà été refroidie par les premières bagues à air de refroidissement immédiatement dans le voisinage du bec de tuyère. Selon un autre mode de réalisation particulièrement avantageux, le diamètre des différentes paires de bagues à air de refroidissement va en diminuant de bas en haut. La feuille plastique en gaine qui a au début été soufflée avec un grand diamètre diminue donc en diamètre d'une certaine quantité pendant le refroidissement de sorte que, partant de l'état où le col de feuille est refroidi presque jusqu'à la température de solidification un effet énergique d'extension transversale est exercé sur la feuille plastique qui ensuite s'élargit jusqu'à son diamètre nominal. Suivant une autre proposition de l'invention les paires de bagues d'air de refroidissement peuvent être réglées en hauteur ce qui permet de modifier la hauteur totale en faisant varier les distances en hauteur entre les bagues à air. Ce réglage en hauteur peut avantageusement s'effectuer pour toutes les bagues ensemble au moyen d'une pince extensible sur laquelle sont fixées les bagues à air extérieures et intérieures.Cette possibilité de réglage en hauteur est particulièrement importante pour la fabrication de feuilles rétrécissables ; dans ce cas on utilise autant de paires de bagues à air qu'il est nécessaire pour refroidir la feuille en gaine suffisamment afin que, en même temps que la pression intérieure de la feuille en gaine augmente, cette feuille atteigne juste les dimensions de feuille voulues depuis le moment où elle quitte la paire de bagues à air supérieure jusqu'au moment où elle atteint la ligne de solidification pendant l'opération d'étirage qui s'effectue dans cette zone, parce qu'on peut obtenir ainsi la valeur maximale des coefficients de rétrécissement. Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront d'ailleurs de la description qui va suivre, en référence à la figure unique du dessin annexé, qui en représente un mode de réalisation. Dans l'exemple de réalisation choisi et représenté le dispositif selon l'invention est utilisé, en liaison avec des bagues de refroidissement intérieur et extérieur refroidissant les bagues de bec de tuyère, ces bagues de refroidissement ayant été décrites dans la demande de brevet Allenagre L120884 du 28 avril 1971. Sortant de l'extrudeuse 1 la masse fondue arrive par le raccordement 2 et le canal 3 dans le canal distributeur 4 de la tdte de soufflage 5 représenté de façon simplifiée et, passant à travers l'intervalle 7 formé par les bagues de bec de tuyère 8, 9 prend la forme de la feuille en gaine continue 6. Les lèvres 8', 9' bombées vers le haut des bagues de bec de tuyère 8, 9 et le début de la feuille en gaine 6 sont refroidis par le courant d'air 11 de la bague de refroidisseent extérieure 10 et par le courant d'air 12 de la bague de refroidissement intérieure 13.La totalité de l'air de refroidissement 14 est refoulée par une soufflerie non représentée et est amenée, par la tubulure 15 prévue dans la bague de refroidissement extérieure 10 ainsi que par l'intermédiaire du volet d'étranglement 16 et du canal annulaire 17, à la bague conductrice d'air intérieure 13 et aux bagues à air intérieures supplémentaires 18. Juste au dessus de la tête de soufflage sont disposées les unes au dessus des autres, à une certaine distance les unes des autres, sur la face interne de la feuille en gaine continue, plusieurs bagues à air intérieures 18 qui prennent appui par exemple au moyen des boulons 19 sur la bague support 13 et qui sont alimentées en air de refroidissement venant du canal d'arrivée 17 par les tubulures de liaison 20 à 23 dont plusieurs de préférence sont réparties sur la périphérie pour uniformiser l'approvisionnement en air aes bagues à air.Grâce aux fentes étroites de sortie d'air, notamment entre la lèvre de tuyère 9' et la bague conductrice d'air 13, est assurée la répartition d'air entre les différentes bagues à air tandis qu'une vitesse d'air uniforme est assurée grâce aux sections transversales des tubulures de liaison 20 à 23 qui vont en diminuant dans la direction de circulation d'air. D'une inême façon au moyen du support 35, les bagues à air extérieures 24 sont montées sur la face extérieure de la feuille plastique en gaine, dans la même disposition que les bagues à air intérieures 18 et à la blême hauteur qu'elles ; ces bagues à air extérieures sont alimentées en air de refroidissement, par exemple E 1'aide de tuyaux flexibles 25 à partir de la chambre de distribution d'air de la bague de refroidissement 10. Passant par les fentes à air étroites 26, 27 des bagues à air 18, 24, l'air de refroidissement est dirigé à grande vitesse sur la face extérieure et sur la face intérieure de la feuille plastique. Gracie au profilage des surfaces Cylindriques des bagues à air 18 situées du côté de la feuille, profilage formé par des bourrelets annulaires 28, 29, l'air de refroidissemert passe à plusieurs reprises à grande vitesse sur un court parcours juste le long de la feuille de sorte que celle-ci est refroidie de façon intensive sans qu'il y ait ae vibrations inadmissibles. L'air de refroidissement réchauffé, passant alors sur la face extérieure entre les différentes bagues à air 24, s'échappe à l'atmosphère pendant que, sur la face interne de la feuille, il se dirige dans la zone supérieure de la gaine d'où il est aspiré par l'intermédiaire du tuyau 30 au moyen de la soufflerie 31 avec le volet d'étranglement 32. Suivant un mode de réalisation particulièrement avantageux l'extrémité supérieure 30 du tuyau d'aspiration arrive jusque dans la zone du dispositif de mise à plat non représenté pour la feuille en gaine, de façon à éviter dans cette région une accumulation de chaleur. Pour la mise en marche de l'installation, il est avantageux que les bagues à air extérieures 24 soient montées par leurs supports 35 mobiles en hauteur le long des tiges 33 et que, pendant la mise en marche, elles puissent titre bloquées au moyen du volant de blocage 34 dans une position haute non représentée, où elles restent jusqu'à ce que le début de la feuille en gaine ait été relevé, après quoi les bagues à air extérieures 24 peuvent être redescendues dans la position de travail représentée. Il est plus avantageux de munir les canaux à air passant à travers la tête de soufflage 5 d'une couche thermo-isolante 36 de rudme que, d'une façon non représentée, les bagues directrices d'air 18 et 24 afin d'éviter un réchauffement de l'air frais par l'air chaud qui s'échappe. En cas d'augmentation du débit de sortie de l'extrudeuse et des vitesses de sortie, on peut sans difficulté monter des bagues à air supplémentaires 18, 24 sans être obligé de subir des vibrations indésirables de la feuille car les différentes surfaces de guidage d'air cylindriques pour chaque courant d'air partiel sont de faible longueur. En particulier pour la fabrication de feuilles plastiques rétrécissables il est avantageux d'utiliser autant de paires de bagues à air 18, 24 qu'il est nécessaire pour refroidir la feuille en gaine suffisamment afin que, tandis que la pression intérieure de la feuille en gaine augmente simultanément, cette feuille en gaine atteigne juste les dimensions de feuille en gaine voulues depuis le moment où elle quitte la paire de bagues à air supé rieure jusqu'au moment où elle atteint la ligne de solidification pendant l'opération d'étirage qui a lieu dans cette zone, car on peut obtenir dans ce cas des valeurs de rétrécissement maximales. Pour permettre de compenser de petites différences en hauteur du di positif de refroidissement qui, dans ce cas, joue dans une plus large mesure le roule d'élément de soutien de feuille, il est avantageusement prévu que les bagues à air sont réglables en hauteur ce qui permet de modifier la hauteur totale en faisant varier les intervalles en hauteur entre les bagues à air. Selon un développement avantageux, ce résultat peut être également obtenu d'une façon cox.lmune pour l'ensemble au moyen de deux pinces extensibles auxquelles sont fixées respectivement les bagues à air extérieures et les bagues à air intérieures. les diamètres nominaux situés du côté de la feuille, des bagues à air 18 et 24 peuvent aller en se rétrécissant progressivement dans la direction de marche de la feuille plastique, soit sur toute la hauteur, soit en segments séparés, de sorte que la feuille plastique, qui a été soufflée à l'origine avec un grand diamètre, diminue de diamètre d'une certaine quantité pendant le refroidissement et que de cette façon, partant de l'état où le col de gaine est refroidi presque jusqu'à la température de solidification, un effet d'étirage transversal s'exerce sur la feuille suivi d'un élargissement jusqu'au diamètre nominal. REVENDICATIONS 1. Dispositif de refroidissement pour feuille en gaine plastiques fabriquées au moyen d'une tête de soufflage, par refroidissement par air sur la face extérieure et sur la face intérieure de la feuille en gaine et par échange de l'air de refroidissement intérieur à travers un orifice central de la tête de soufflage alimentée par le cÔté, caractérisé en ce que, a une certaine distance du bec de tuyère, il est prévu des bagues d'arrivée d'air de refroidissement extérieures et intérieures se faisant face réciproque#ient, cobiportant des orifices de sotie en forme de fente situés du côté de 1 feuille plastique ainsi que des surfaces de guidage d'air sensiblement cylindriques à faible longueur axiale qui forment avec la feuille plastique es fentes de sortie d'air étroites. 2. Dispositif de refroidissement selon la revendication 1, caracterisé en ce qu'il est prévu sur les bords des surfaces de guidage d'air cylindriques des bourrelets annulaires situés du côté de la feuille. 3. Dispositif de refroidissement selon la revendication I,ou la revendication 2, caractérisé en ce que le diamètre nominal d'au moins la paire de bagues à air inférieures correspond au diamètre du bec de tuyère. Dispositif de refroidissement selon la revendication 3, caractérisé en ce que le diamètre nominal des différentes paires de bagues à air va en diminuant de bas en haut. 5. Dispositif de refroidissement selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les paires de bagues à air sont réglables en hauteur. 6. Dispositif de refroidisseanent selon la revendication 5, caractérisé en ce que le réglaçe en hauteur des bagues à Air intérieures et des bagues à air extérieures s'effectue pour toutes à la fois au moyen Üe pinces extenkibles.