Brevet FR2404512A1 — publié le 19790427

La présente invention a pour objet, selon un premier aspect, un procédé de fabrication en continu par extrusion de profilés creux en matière plastique ; par profilés creux, on entend, non seulement les éléments tubulaires de section circulaire, mais aussi des corps de section quelconque et d'épaisseur de paroi quelconque soit encore des tuyaux souples. Le processus d'extrusion de tels profilés creux implique, à la sortie de la filière, un calibrage sous vide pour maîtriser les déformations du produit chaud et obtenir la parfaite géométrie extérieure et les cotes du profilé dès le début du refroidissement sans risque de grippage du polymère chaud et mou au contact de la paroi métallique du conformateur ou dispositif calibreur. Dans la fabrication de ces objets, on sait que des difficultés naissent du fait que le profilé encore mou à sa sortie de la filière chaude perd facilement sa forme. Ce phénomène se manifeste notamment lorsqu'on utilise des matières thermoplastiques dont la viscosité i la sortie de la filière chaude, c'est-à-dire à la tem pérature de la transformation, est relativement faible, le tube ne possédant alors qu'une rigidité insuffisante. On élimine partiellement cet inconvénient en refroidissant le tube à une distance suffisamment courte de la filière et, par suite, en en augmentant la viscosité. Il est d'usage courant, en vue de refroidir et de calibrer si multAnément, d'employer l'air comprimé à l'intérieur du profilé mou ; cette solution est chargée de sujétions pour maintenir ladite pression dans le corps creux, et les grippages sont souvent constatés avec des polymères de faible viscosité. Une autre proposition encore de l'art antérieur enseigne le vide entre paraison et conformateur avec présence d'un film de fluide lubrifiant uniquement à entrée du dispositif calibreur ; mais, dans ce cas, on a cependant constaté un appel de ce fluide lubrifiant dès le passage sur les premières buses d'aspiration. De ce fait, ce procédé entraîne soit des accrochages si le dispositif calibreur est long, soit un mauvais calibrage si l'on réduit la longueur de la zone a'efficacité de ce dernier. Selon son premier aspect, l'invention vise à créer un procédé palliant les inconvénients précités de l'art antérieur, et offrant la possibilité-de conformer le profilé creux extrudé avec une précision optimale tout en assurant son parfait glissement sur toute la longueur du dispositif calibreur. A cet effet, selon l'invention le procédé de fabrication en continu par extrusion de profilés creux tels que tubes et analogues en matière plastique, notamment en polyoléfine, du genre consistant à faire passer ledit profilé creux à sa sortie de la filière d'extrusion, à distance convenable de laquelle il est revêtu sur sa face extérieure d'un film de fluide lubrifiant, à l'intérieur d'un dispositif calibreur de profil approprié, est caractérisé en ce que, en combinaison, sur au moins une partie de sa longueur au contact par glissement de la surface intérieure dudit dispositif calibreur, la face extérieure du profilé creux extrudé est soumise à une dépression provoquant son application contre ladite face intérieure du dispositif calibreur, tandis que ledit fluide lubrifiant est réparti en un film homogène entre les faces en regard du profilé creux et du dispositif calibreur. Selon un autre aspect, l'invention a trait à un dispositif destiné à la mise en oeuvre du procédé et caractérisé en ce que ledit dispositif calibreur comporte un moyen destiné, sur au moins une partie de sa longueur, à la création d' une dépression au niveau de la face extérieure du profilé creux extrudé provoquant son application sur la face intérieure du dispositif calibreur et à la répartition homogène du film de fluide lubrifiant entre les faces au contact par glissement du profilé creux extrudé et du dispositif calibreur. Suivant un mode de réalisation préférentiel, ledit moyen est constitue par au moins une rainure hélicoîdale ménagée sur, au moins une partie, le long de la face intérieure du dispositif calibreur, le fond de ladite rainure comportant, rationnellement répartie sur lthélice, une pluralité d'orifices mettant en communication les deux faces du dispositif calibreur. Avantageusement, il est prévu un moyen, connu en soi, créant une dépression à l'extérieur du dispositif calibreur. La création sur le dispositif calibreur d'une pluralité d'ori- fices répartis le long d'un tracé hélico#dal assure, ainsi qu'on le décrira plus loin, l'homogénéité, d'une part, de la dépression appliquée à la paraison et, d'autre part, du film de fluide lubrifiant interposé entre la paraison et le dispositif calibreur. C'est là un important progrès vis-à-vis de l'art antérieur dont les anneaux métalliques étagés, munis de gorges, présentaient des solutions de continuité entraînant une application irrégulière du profilé creux dans le conformateur et une disparition rapide du film lubrifiant contraignant à limiter la longueur du trajet de conformation. le dispositif selon l'invention met en oeuvre un dispositif calibreur d'une seule pièce, long de plusieurs fois la dimension transversale du profilé et présentant une ou plusieurs rainures continues dont la section et le pas apportent dans tous les cas une solution rationnelle et élégante au double problème de l'homo- généité d'application du profilé creux au conformateur sans jamais interrompre le film lubrifiant. Selon une caractéristique de l'invention, ledit dispositif calibreur est logé coaxialementdans une chambre parcourue par un fluide réfrigérant maintenu en dépression. On assure ainsi après une conformation précise du profilé creux son refroidissement progressif et efficace. Avantageusement, le dispositif calibreur peut aussi comporter des rainures hélicotdales extérieures parfaitement superposées et homothétiques auxdites rainures intérieures, lesdits orifices débouchant dans lesdites rainures extérieures. Ces orifices peuvent d'ailleurs être en forme de buses profilées. Ce double rainurage facilite la réalisation des buses d'aspiration en définissant extérieurement le tracé des axes de perçage en effet, le perçage radial orthogonal aux génératrices, centré sur une#rainure extérieure, communiquera exactement avec la rainure interne. D'autres avantages et caractéristiques ressortiront d'ailleurs de la description qui va suivre, à titre d'exemple non limitatif d'un mode de réalisation de l'invention en référence au dessin annexé dont la figure unique est une coupe verticale longitudinale du dispositif selon l'invention et du profilé creux plastique en cours de traitement. C'est à dessein que la description est limitée aux seules ca ractéristiques de l'invention, la mise en oeuvre et les détails de réalisation des extrudeuses étant bien connus de l'homme de l'art. On a représenté sur la figure en t le profilé creux sortant de l'intervalle annulaire défini par la filière 2 et le noyau 3 de la tête d'extrusion. A sa sortie de cette dernière, le profilé, encore à l'état mou, pénètre à l'intérieur du calibreur 4 coaxial au noyau 3. Ce calibreur disposé à une distance variable 5 (fonction de la nature de la matière synthétique extrudée et oscillant à ce titre de quelques millimètres à quelques centimètres), présente un alé sage 6 lngèrement supérieur au diamètre extérieur de la paraison 1. C'est cet alésage 6 qui détermine la forme et la dimension du produit fini. A son entrée, au niveau de l'admission du profilé creux extrudé, le calibreur 4 est. conformé en boîte à fluide lubrifiant 7 dont les canaux 8 ont une section et une orientation appropriée à la création sur le produit qui défile d'un film de fluide réfrigérant, l'eau par exemple. Au-delà de la boite à fluide lubrifiant 7, le calibreur 4 est entouré d'un bac cylindrique 9 rempli partiellement d'un fluide réfrigérant 10, eau par exemple, ce bac étant mis en relation à sa partie supérieure par une canalisation Il avec un dispositif d'aspiration, non représenté, une pompe à vide sur l'air par exemple. Sur sa face intérieure, le calibreur 4 est muni d'une rainure hélicoZdale 12 dans le fond de laquelle sont ménagés une pluralité d'orifices 13 mettant en communication les deux faces du calibreur 4. Sur sa face extérieure, celui-ci comporte une rainure homothétique 14 de celle intérieure et constituant, pour ainsi dire, un calibre de perçage. Ainsi qu'on l'a exposé plus haut, la section et le pas de la rainure soit encore le nombre de rainures peuvent etre appropriés aux caractéristiques dimensionnelles et au profil du corps creux extrudé ; de même, les orifices ou buses 13 ménagés dans la paroi du calibreur 4 et débouchant au fond des rainures 12 et 14 peuvent avoir une conformation particulière et un espacement selon les besoins. On reviendra maintenant sur le mode d'action du dispositif selon l'invention. A sa sortie de la tete d'extrusion, le profild creux t pénètre dans la partie avant 7 du calibreur 4 où les jets émanant des conduits 8 le gainent d'un film de fluide lubrifiant. Le profilé creux dont la température est encore à une valeur supérieure à la limite de plasticité défile ensuite devant la ou les rainures), au niveau desquelles la dépression engendrée dans le bac de réfrigération 10, l'applique uniformément contre la paroi intérieure du calibreur. Le renouvellement permanent du liquide réfrigérant du bac sous dépression 20 assure un refroidissement et une solidification graduelle mais néanmoins rapide du profilé conformé. Durant cette phase du processus, le fluide de glissement est appelé de façon également très progressive, avec un débit moindre que celui de l'entrée, le long de la course du profilé dans le calibreur, ce qui élimine tout risque de grippage. Cette structure du calibreur offre la possibilité de déterminer l'intensité de refroidissement de telle manière qu'à la sortie de ce dernier, le profilé creux soit suffisamment refroidi pour ne plus se déformer. En plus du refroidissement ainsi obtenu dans le dispositif calibreur, le profilé creux peut consécutivement pénétrer dans une cuve sous pression atmosphérique où il baigne de toutes parts dans un fluide réfrigérant. Encore que la répartition homogène du fluide de glissement permette de conférer au calibreur une longueur telle que le profilé soit conformé avec précision, il peut être avantageux, dans certains cas, et en fonction des matériaux extrudés, de compléter l'effet 'de dépression appliquant la paraison contre le calibreur par une pression interne dans cette dernière. Sur le plan de l'utilisation du dispositif selon l'invention, on citera la production de profilés creux, de tubes et de tuyaux en toutes matières susceptibles de traitement par extrusion, par exemple des polychlorures de vinyle rigides ou plastifiés, des po lysmides, des polystyrènes, des polymétacrylates, des produits fluorés et plus particulièrement des polyoléfines. Dans tous les cas, le produit fini se distingue par une très grande précision de la forme et des dimensions, ainsi que par l'aspect de surface. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux formes de réalisation décrites ou représentées ; de nombreuses variantes demeurent possibles, en fonction des applications envisagées, sans s'écarter pour autant du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication en continu par extrusion de profilés creux tels que tubes et analogues en matière plastique, notamment en polyoléfine, du genre consistant à faire passer ledit profilé creux à sa sortie de la filière d'extrusion, à distance convenable de laquelle il est revêtu sur sa face extérieure d'un film de fluide lubrifiant, à l'intérieur d'un dispositif calibreur de profil approprié, ledit procédé caractérisé en ce que, en combinaison, sur au moins une partie de sa longueur au contact par glissement de la surface intérieure dudit dispositif calibreur, la face extérieure du profilé creux extrudé est soumise à une dépression provoquant son application contre ladite face intérieure du dispositif calibreur, tandis que ledit fluide lubrifiant est réparti en un film homogène et continu entre les faces en regard du profilé creux et tout au long du dispositif calibreur. 2. Dispositif destiné à la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit dispositif calibreur comporte un moyen destiné, sur au moins une partie de sa longueur, à la création d'une dépression au niveau de la face extérieure du profilé creux extrudé provoquant son application sur la face intérieure du dispositif calibreur et à la répartition homogène du film de fluide lubrifiant entre les faces au contact par glissement du profilé creux extrudé et du dispositif calibreur. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit moyen est constitué par au moins une rainure hélicoîdale mé nagée sur au moins une partie, le long de la face intérieure du dispositif calibreur, le fond de ladite rainure comportant, rationnellement répartie sur l'hélice, une pluralité d'orifices mettant en communication les deux faces du dispositif calibreur. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il est prévu un moyen, connu en soi, créant une dépression à l'extérieur du dispositif calibreur. 5. Dispositif selon une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que ledit dispositif calibreur est logé coaxialement dans une chambre parcourue par un fluide réfrigérant maintenu en dépression. 6. Dispositif selon une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que le dispositif calibreur comporte des rainures hélicoîdales extérieures parfaitement superposées et homothétiques auxdites rainures intérieures, lesdits orifices débouchant dans lesdites rainures extérieures. 7. Dispositif selon une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que lesdits orifices sont des buses profilées. 8. Dispositif selon une quelconque des revendications 2 à 7, caractérisé en ce qu'il est prévu un moyen, connu en soi, pour créer une surpression à l'intérieur dudit profilé creux à hauteur de son passage dans le dispositif calibreur. 9. Dispositif selon une quelconque des revendications 2 à 8, caractérisé en ce qu'il comporte en aval du dispositif calibreur une enceinte de refroidissement que traverse ledit profilé creux. 10. Dispositif selon une quelconque des revendications 2 à 9, caractérisé en ce qu'au niveau de sa section d'entrée, faisant face à la filière d'extrusion, ledit dispositif calibreur est conformé en récipient d'alimentation de fluide lubrifiant, ce dernier comportant une pluralité de conduits de section et d'orientation appropriée pour revêtir le profilé creux extrudé d'un film de fluide lubrifiant. tt. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le fluide réfrigérant est l'eau. 12. Dispositif selon-la revendication 10, caractérisé en ce que le fluide lubrifiant est l'eau.