Brevet FR2257411A1 — publié le 19750808

L'invention se rapporte à une filière d'exùrusion. Dans la pratique les filières f ert;rusion ont pour but de répartir le fluide pour aboutir à un produit d1 épaisseur uniforme. L'épaisseur du produit dépend du taux d'alimentation du fluide en chaque point des lèvres de la filière, et aussi de l'élasticité du fluide, du mode de refroidissement et du tirage. Il arrive quelquefois, en cours d'extrusion à grand rendement et à vitesse de tirage élevée, que le produit extradé devienne rugueux et irrégulier. Ce phénomène est dû à une rupture de l'écoulement du fluide plastique. Il apparut quand la contrainte de cisaillement à l'intérieur du flux dépasse sa propre résistance au cisaillement. Plusieurs essais ont montré que la rupture d'écoulement a lieu én des points précis de la filière ou, à température constante, une augmentation du débit entrain une pression critique avec variation de viscuosité. L'un des ùbjets de la présente invention est de fournir une filière qui assure une distribution régulière et uniforme du fluide plastique et permette l'obtention d'un film ayant des caractéristiques mécaniques, optiques, et d'état de surface constantes, tout en possèdant une épaisseur très faible. Par ailleurs, il est connu que toute interruption du fonctionnement d'une filière, nécessaire à un changement de matière ou de moule, entrain des perturbations diverses et, en particulier, exige un temps de démarrage assez long, afin que la nouvelle matière fluide chasse la matière précédente ou la matière à ltetat moins fluide et que le boudin obtenu soit homogène à tout point de vue. Un autre objet de l'invention est de fournir une filière qui possède le moins possible de zones de stagnation de la matière et permet ainsi de réduire considérablement le temps de démarrage à chaque arrêt ou changement de matière. La filière selon l'invention est du type comportant une alimentation centrale communiquant avec un intervalle ménagé entre un mandrin central et un corps périphérique. Elle est caractérisée en ce qu'elle comporte, dans le sens de déplacement de la matière, un cone de répartition obligeant la matière à l'état fluide provenant de l'alimentation centrale à former une couronne, une plaque traversée par une série de perforations régulièrement réparties sur une circonférence coaxiale à l'axe du c & e de distribution et à la couronne de matière fluide précitée, et des rainures hélicoTdales quis ménagées dans le mandrin en mtme nombre que les perforations précitées avec lesquelles elles communiquent directement, s'étendent sur une partie de la périphérie dudit mandrin et présentent chacune une section transversale allant en décroissant en direction de leur extrémité aval. Grace à cet agencement, la matière à l'état fluide pénétrant dans la tête dtex*rusion est progressivement répartie pour former une couronne d'épaisseur uniforme, couronne qui, en passant à travers les perforations de la plaque intermé diaire, est divisée an une pluralité de boudins. Chacun de ces boudins de matière pénètre ensuite dans la rainure hélicordale correspondante.Là, la matière constitutive poussée par la matière parvenant à l'orifice central de la filière flue progressivement pour former une bande cintrée s'inserrant entre le mandrin et le corps périphérique et s'associant avec les différentes bandes identiques provenant des autres rainures hélicoidales pour former une enveloppe tubulaire ayant une épaisseur moyenne constante en tout point de sa périphérie. De préférence, chacune des rainures hélicoidales du mandrin est délimitée par un angle au centre plusieurs fois supérieur à l'angle séparant deux nervures consécutives. Grtce à cela, chaque bande de matière engendrée par une rainure hélico#dale est en contact et, par la suite, est liée avec la bande qui la coiffe sur une distance plusieurs fois supérieure à celle de sa partie non en contact. Il en résulte que la liaison entre les différentes bandes est améliorée et que, pour une matière de qualité égale, la filière selon l'invention permet d'obtenir des gaines tubulaires de résistance mécanique supérieure et d'épaisseur inférieure à celle obtenue-par les filières traditionnelles. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui suit en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de cette filière, Figure 1 en est une vue de c8té en élévation avec coupe partielle Figures 2 et 3 en sont des vues en coupe suivant, respectivement 2-2 et 3-3 de figure 1 Figure 4 est une vue partielle montrant, à échelle agrandie, la section transversale de la gaine tubulaire obtenue. Cette filière comporte,de façon connne,un mandrin central 2 disposé à l'intérieur d'un corps périphérique 3 duquel il est sé- par par un espace annulaire 4,parfois désigné entrefer.Le corps périphérique extérieur 3 est solidaire,à sa base,d'un embout d'alimentation 5 auquel il est lié par des vis 6 en me#m;e temps qu'une plaque intermédiaire 7. Stembout est du type à alimentation centrale et comporte un canal 8 pouvant recevoir de la matière synthétique à l'état fluide provenant d'une boudineuse. Selon l'invention,le mandrin 2 est associé à un cône de distribution et de répartition 9 obligeant la matière synthétique passant par le canal central 8 â former une couronne coaxiale à l'axe longitudinal XIX du dit canal et du mandrin 2. La plaque intermédiaire 7 fixée entre l'embout 5 et le corps 5 comporte, comme montré plus particulièrement à la figure 3,une pluralité de perforations 10 régulièrement réparties sur une circonférence également coaxiale à l'axe XXX. invintle mandrin 2 comporte des rsnnuren hélicovdales 12 en même nombre que les perforations 10 de la plaque 7 avec laquelle elles communiquent.En outre,chacune de ces rainures hélicoïdales 12 s'étend sur un angle au centre a de l'ordre de 60 ,donc plusieurs fois supérieur à l'angle b séparant deux rainures 12 consécutives et,verticalement,sur plus de la moitié de la hauteur de la partie inférieure du mandrin 2. Lorsque la matière quitte le eône de répartition 9,elle pénètre dans les perforations 10 qui lui donnent la forme d'une pluralité de boudins. La matière constitutive de chacun de ces boudins est entraînée dans 11une des rainures hélicoidales 12 qui,du fait de sa section allant en decroissant vers son extré mité aval,et sous l'action de l'arrivée permanente de matière, chasse ladite matière progressivement en lui faisant former une nappe d'épaisseur inférieure à celle de l'entrefer 4 ,mais s'-é- tendant sur un angle au centre de valeur a. Le cheyauchement des différentes nappes 13 ainsi obtenues forme une enveloppe tubulaire qui présente une épaisseur moyenne constante en tout point de sa périphérie. En effet,comme montré à la figure 4,grâce su nombre important de rainures hélicoidaîes, 12, à leur forme,section et disposition particulières,la partie c de chacune des nappes 13 qui est recouverte par une autre nappe est supérieure à la partie d de la même nappe non recouverte.Il en résulte que la zone par laquelle chaque nappe est soudée à ses voisines est très importante,ce qui améliore considérablement les caractéristiques mécaniques du produit. obtenu et,à qualité de matière égale,permet d'obtenir une gaine ayant des caractéristiques bien supérieures à celles obtenues avec les filières traditionnelles. Par ailleurs,le grand nombre de perforations 10 et de rainures hélicofdales 12 permet de former la gaine tubulaire recherchée en utilisant un grand nombre de bandes élémentaires,ce qui garantit la constance d'épaisseur de ladite gaine. Eflfin,la combinaison des deux avantages précités permet d'obtenir des gaines de très faible épaisseur mais possédant une excellente résistance mécanique. - REVENDICATIONS - 1. - Filière di extrusion du type comportant une alimentation centrale communiquant avec l'intervalle ménagé entre un et un corps périphérique extérieur, caractérisée en ce qu'elle comporte, en outre, dans le sens de déplacement de la matière, un c8ne de répartition obligeant la matière à ltétat fluide provenant de il alim'entation centrale à former une couronne, une plaque traversée par une série de perforations régulièrement réparties sur une circonférence coaxiale à l'axe an c8ne de distribution et à la couronne de matière fluide précitée, et des rainures hélieoSdales qui, ménagées dans le mandrin en même nombre que les perforations précitées avec lesquelles elles communiquent directement, s'étendent sur une partie de la périphérie dudit mandrin et présentent chacune une section transversale allant en décroissant en direction de leur extrémité aval. 2. - Filière d'extrusion selon la revendication 1, caractérisée en ce que chacune des rainures hélicoïdales est délimitée par un angle au centre plusieurs fois supérieur à l'angle entre deux rainures consécutives. 3. - filière selon Irensemble des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que chacune des rainures hélicoidales est délimitée par un angle au centre de l'ordre de 600 et s'étend sur plus de la moitié de la hauteur du mandrin.