Brevet FR2262587A1 — publié le 19750926

La présente invention, à laquelle ont collaboré Monsieur Miche SIBRD et Monsieur ancré CHALARDI concerne un dispositif destiné au guidage des nappes de matières thermoplastiques extrudées à l'aide de filières.Elle concerne plus particulièrement un perfectionnement aux filières d'extrusion dont les débits en matières thermoplastiques sont élevés. Ceci est notamment le cas des filières utilisées pour la mise en oeuvre du procédé combiné d'extrusion et de formage - décrit dans la demande de brevet français déposée par la Demanderesse sous le numéro d'enregistrement national 72 30059 dont les débits peuvent être par exemple de 4 kg de matière ther nioplastiques pendant l'extrusion, laquelle est effectuée en dis-continu à partir d'une chambre d'accumulation de matières, et peut durer 3 à 15 secondes par exemple. Le contrôle de la forme et de l'épaisseur des nappes constituées par de telles masses de matières thermoplastiques n'est effectué dans de très bonnes conditions que si le plan d'orientation de la nappe extrudée est vertical, ou proche du plan vertical, et si la matière thermoplastique extrudée a une viscosité élevée par exemple inférieure ou égale à 1,4 (mesure selon la -norme ISO R 292 1900C, 5 kg) ; ceci est par exemple le cas des polyéthylènes dont la masse moléculaire en poids est supérieure à 150 000. lorsque ces deux conditions ne sont pas simultanément remplies, on observe soit un rétrécissement de la largeur de la nappe extrudée à une certaine distance de la filière, ce qui constitue une limitation å la largeur de la nappe qui devrait en théorie pouvoir être obtenue à l'aide de ladite filière, soit le phénomère de fluage, c'est à-dire le développement lent et continu d'une déformation permanente de la nappe extrudée. Il peut également apparaître des ondulations parasites dans la nappe ; ces dernières sont très gênantes, surtout lorsque la vitesse d'extrusion est élevée. Le but de la présente invention est de limiter les phénomènes de rétrdoissement de la largeur, de fluage et d'ondulation de la nappe extrudée. A cet effet, la Demanderesse a mis au point un dispositif qui permet de saisir la nappe extrudée, après sa sortie de la filière, et de la contrôler jusqu'au stade de formage. La présente invention a donc pour objet un dispositif de guidage d'une nappe extrudée en matière thermoplastique, ledit dispositif étant caractérisé en ce qu'il comprend, en combinaison s a) un ensemble de quatre chenilles placées en regard deux à deux, de part et d'autre des bordures latérales de la nappe, lesdites chenilles étant susceptibles d'être appliquées contre la nap pe b) des moyens pour appliquer lesdites chenilles contre la nappe c) des moyens d'entrainement desdites chenilles dans le sens de l'extrusion de la nappe d) des moyens d'asservissement de la vitesse d'entrainement des chenilles à la vitesse d'extrusion de la nappe. Le procédé d'extrusion à l'aide du dispositif défini ci-dessus est également un objet de la présente invention, et en particulier l'application de ce dispositif à l'extrusion d'une nappe de matière thermoplastique, suivie du formage de celle-ci. Le guidage de la nappe extrudée est réalisé par un ensemble de quatre chenilles travaillant par paires. Ces chenilles sont placées sous la filière d'extrusion ; elles exercent de part et d'autre des bordures latérales de la nappe, dès le début de l'extrusion de celle-ci, une pression qui s'oppos# aux variations de largeur et d'épaisseur de la nappe. Le dispositif peut, par exemple, être réalisé sous la forme représentée à titre non limitatif sur les dessins annexés. Sur ces dessins s La figure 1 est une vue schématique, en coupe par un plan médian perpendiculaire à la nappe extrudée, de l'ensemble des dispositifs d'extrusion, de guidage conforme à l'invention, et de moulage. La figure 2 est une vue schématique,en perspective, de l'ensemble de la figure 1 ; dans un but de simplification, l'obturateur de filière n's pas été représenté sur la figure 2 et le moule et le serre-flan n'ont été qu'esquissés. Ira figure 3 est une vue schématique,en perspective,d'un détail de deux chenilles utilisables dans le dispositif conforme à l'invention. On se référera d'abord aux figures i et 2. A un dispositif d'extrusion et de formage, qui comporte une extrudeuse - dont on n'a représenté que le cylindre 1 contenant la vis, une tête d'accumulation 2 de matière thermoplastique, un piston 3, un moule 4, un serre-flan 5 - est combin#é un dispositif conforme à l'invention, constitué par quatre chenilles 6, 7, 8 et 9 placées en regard deux à deux (6 en face de 9, et 7 en face de 8), au niveau des bordures latérales de la nappe extrudée 10 les chenilles sont entraînées par des roues dentées il, 12, 13 et 14, elles-mêmes entrainefes par les axes 15 et 16.La vitesse de rotation des axes 15 et 16 est commandée par un variateur 17, dont la face supérieure est traversée par un-axe 18 entrané par un moteur 19. le courant d'excitation de ce moteur, transmis par la ligne 20, est fonction de la vitesse de descente du piston 3, c'est à-dire de la vitesse d'extrusion de la nappe 10 t dans ce but, le mouvement vers le bas du piston 3 - commandé par le vérin 21 - est transmis sous forme d'un signal, par la ligne 22, a' un relais 23, lequel transmet, par la ligne 20, un signal proportionnel 8 icelui reçu par l'intermédiaire de la ligne 22. Dans cette forme de réalisation, les chenilles 6, 7, 8 et 9 sa~t constituées par des chaises à palettes, dont la largeur est-faible par rapport à la largeur de la nappe (pour une nappe de largeur égale à 1 mètre, les chatnes utilisées peuvent, par exemple, avoir une largeur égale à 3 cm). Les palettes des channes portent des saillies qui pénètrent dans la matière extrudée ; à l'extrémité opposée aux roues motrices 11, 12, 13 et 14}1es chaines sont engagées sur des roues libres 24, 25, 26 et 27.Cet ensemble de roues dentées est monté sur des supports qui n'ont pas été représentés. les chetnes 6 et 7 sont appliquées contre les bords latéraux de l'une des faces de la nappe 10, par l'intermédiaire de patins presseurs 28 munis de ressorts 29 s'appuyant sur un support 30 ; les bords latéraux de l'autre face de la nappe 10 sont appliqués contre les channes 8 et 9,car carcelles-ci défilent devant une surface rigide 31. Les patins presseurs 28 et la surface 31 peuvent comporter des moyens de régulation de la température, de façon à éviter que la matière thermoplastique des bordures de la nappe 10 n'adhère aux chaînes 6, 7, 8 et 9 ; cette régulation, qui n'a pas été représentée sur lesfigures1 et 2,peut consister en une circulation d'eau froide par exemple. Les chenilles 7 et 8 représentées partiellement sur la figure 3 sont constituées par des éléments 50 de forme carrée, reliés les uns aux autres par des charnières 51. Chaque élément comporte deux pointues 52 et deux alvéoles 53 ; les pointes de la chenille 8 peuvent traverser la bordure correspondante de la nappe et péné rer dans les alvéoles situés en regard et appartenant à la chenille 7 ; inversement, les alvéoles 53 de la chenille 8 peuvent recevoir les pointes de la chenille 7 . Les chenilles 7 et 8 peuvent être déplacées respectivement dans le sens des flèches f1 et t29 de façon à venir pincer une bordure de la nappe extrudée ; elles peuvent également être actionnées en sens contraire pour libérer la nappe après formage, ainsi que cela est expliqué ci-dessous. Le fonctionnement combiné du dispositif d'extrusion-formage et du dispositif conforme à l'invention est le suivant : dès le début de I'extrusion de la nappe 10-qui se produit lorsque le pis ton 3 est actionné vers le bas par l'intermédiaire par#l'intermédiaire du vérin 21 (et comprime ainsi la matière thermoplastique située dans la cavité de la tête d'accumulation 2) et lorsque l'obturateur 32 de la filière 33 est effacé - les chenilles 6, 7, 8 et 9 sont mises en action et saisissent les bordures de la nappe ;elles accompagnent le mouvement de la nappe vers le bas jusqu'à l'obtention de la hauteur désirée. L'extrusion et le mouvement des chenilles sont alors simultanément arrêtés.Le moule 4 et le serre#flan 5 sont avancés de part et d'autre de la nappe entre les chenilles ; le formage est effectué à l'aide de moyens qui n'ont pas été représentés (pompe à vide reliée à la cavité du moule 4 par exemple). Les chenilles peuvent être alors écartées, puis le moule et le serre-flan écartés à leur tour ; une autre possibilité est l'écartement préalable, après formage, du moule et du serre-flan ; la pièce formée reste maintenue en place par l'intermédiaire des chenilles serrées contre les bordures de la nappe Les chenilles peuvent être animées d'un mouvement d'ensemble différent du mouvement d'accompagnement de l'extrusion, afin d'amener, par exemple la pièce hors de la mschine pour la déposer sur un chariot d'évacuation Cette dernière possibilité est particulièrement intéressante pour les pièces lourdes et encombrantes. Les moyens utilisés pour l'asservissement du mouvement des chenilles à la vitesse d'extrusion de la nappe qui ont été représentés sur la figure 2 ne sont naturellement pas les seuls à pouvoir être utilisés; ils peuvent être remplacés par d'autres moyens équiva lents connus dans la technique. D'autre part, le dispositif de l'invention peut être mis en oeuvre en combinaison avec un dispo sitif d'extrusion dans lequel la tête d'accumulation possède une filière munie de lèvres mobiles, destinées à compenser le fluage de la nappe lors de l'extrusion de celle-ci. le dispositif conforme à l'invention permet d'utiliser des ma tières thermoplastiques relativement fluides dans les techniques qui comportent l'extrusion d'une masse importante de matière, telles que l'extrusion-formage par exemple ; parmi ces matières, on peut citer, à titre d'exemple, le polyéthylène haute densité, dont la masse moléculaire en poids est comprise entre 100 000 et 400 000, le polypropylène et le polymétacrylate de méthyle.la réduction de la largeur de la nappe extrudée et le fluage de celle-ci sont très limités, voire annulés. D'sutre partl le dispositif conforme à l'invention permet, en raison de la présence de chenilles, une orientation de la nappe dans un plan non vertical ; ceci permet éventuellement une présentation plus rationnelle du moule et du serre-flan. REVEND I CA#T0NS 1.- Un dispositif de guidage d'une nappe extrudée en matière thermoplastique, ledit dispositif étant caractérisé en ce qu'il comprend, en combinaison : a) un ensemble de quatre chenilles placées en regard deux à deux de part et d'autre des bordures latérales de la nappe ; b) des moyens pour appliquer lesdites chenilles contre la nappe c) des moyens d'entratnement desdites chenilles dans le sens de l'extrusion de la nappe d) des moyens d'asservissement de la vitesse d'entraSnement des chenilles à la vitesse d'extrusion de la nappe. 2.- Un dispositif conforme à la revendication 1, caractérisé en outre en ce que les moyens d'entrainement desdites chenilles sont constitues par des roues dentées, entraînées en rotation par des axes. 3.- Un dispositif conforme à la revendication 2, caractérisé en outre en ce que les moyens d'asservissement de la vitesse d'entraînement des chenilles à la vitesse d'extrusion de la nappe comprennent un relais commandant un moteur, destiné à faire tourner les axes qui entraident en rotation-les roues dentées par l'intermédiaire d'un variateur, ledit relais recevant un signal proportionnel à la vitesse d'extrusion de la nappe, et émettant vers le moteur un signal proportionnel à celui qu'il reçoit. 4.- Un dispositif conforme à la revendication 3, appliqué à l'extrusion d'une nappe à partir d'une tête d'accumulation de matière munie d'un piston, ledit dispositif étant caractérisé en ce que le signal proportionnel à la vitesse d'extrusion de la nappe, reçu par le relais, est produit par l'intermédiaire dudit piston dans son mouvement. 5.- Un dispositif conforme à l'une des revendications 1, 2, 3 et 4, caractérisé en outre en ce que les moyens pour appliquer contre la bordure de la nappe l'une au moins des chenilles comprennent des patins presseurs. 6.- Un dispositif conforme à la revendication 5, caractérisé en outre en ce que les chenilles situées en regard de celles qui sont munies de patins presseurs se déplacent devant une surface rigide. 7.- Un dispositif conforme à la revendication 5, caractérisé en outre en ce que les chenilles sont soumises à une régulation de température. 8.- Un dispositif conforme à l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que lesdites chenilles sont constituées par des channes à palettes. 9.- Un dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que les palettes desdites chaînes présentent, du coté de la nappe, des saillies et des alvéoles disposés de façon telle que, lorsque lesdites channes viennent s'appliquer contre la nappe, chaque saillie d'une palette puisse s'engager dans un alvéole correspondant de la palette lui faisant face, après avoir traversé ladite nappe. 10.- Dans un procédé d'extrusion-formage d'une matière thermoplastique comprenant: a) l'extrusion d'une nappe de matière thermoplastique par une filière reliée à une tête draccuEulation de la dite matière; b) l'arrêt de l'extrusion lorsque la hauteur désirée de la nappe est atteinte; c) le formage de la nappe après mise en place d'un moule et d'un serre-flan; d) le démoulage de la. pièce par# écartement du moule et du serre-flan; Le perfectionnement qui consiste à guider la nappe pendant la phase d'extrusion à l'aide d'un dispositif conforme à l'une des revendications 1 à 9 comportant des chenilles, les dites chenilles étant écartées après le formage et avant le démoulage de la pièce à former. 11.- Dans un procédé d'extrusion-formage d'une matière thermoplastique comprenant: a) l'extrusion d'une nappe de matière thermoplastique par une filière reliée à une tête d'accumulation de la dite matière; b) l t arrêt de l'extrusion lorsque la hauteur désirée de la nappe est atteinte; c) le formage de la nappe après mise en place d'un moule et d'un serre-flan; d) le démoulage de la pièce par écartement du moule et du serre-flan; e perfectionnement qui consiste à guiPer la nappe pondant la phase d'extrusion à l'aide d'un dispositif conforme à l'une de-s revendications 1 à 9 comportant des chenilles, les dites chenilles étant écartées après le formage et après le, démoulage de la pièce à##former.