Brevet FR2420418A1 — publié le 19791019

L'invention concerne un appareil à extruder des cordons de matières plastiques telles que des produits de caoutchouc, élasto-plastiques et éventuellement collants ou du mastic, comportant une âme de fil retors enrobée concentriquement dans le cordon, à l'aide d'une tête d'extrusion reliée en particulier à une extrudeuse. En outre, l'invention concerne un procédé de fabrication de cordons de ce genre ainsi qu'un cordon à section circulaire, rectangulaire ou autre fabriqué à l'aide de l'appareil ou selon le procédé, par exemple un profilé plastique de bande de joint. Comme cela est connu actuellement, dans l'industrie des ca- bles, on gaine des fils métalliques au moyen de têtes de filière et ensuite on les tire de la tête à une vitesse déterminée, au moyen d'un dispositif spécial. Avant de parvenir à l'enrouleur qui fait suite, la gaine est en général complètement durcie et stable. Si une déformation peut être causée éventuellement par l'enroulement, elle est faible et généralement négligeable. Toutefois, des procédés correspondants ne peuvent pas servir à extruder des cordons de matières plastiques comportant une âme de fil retors enrobée car les cordons de ce genre ne peuvent pas être tirés en force de la tête d'extrusion par un enrouleur ou autre dispositif étant donné que la force de traction causerait une déformation du cordon, vu la plasticité de la matière. Les cordons de ce genre, que l'on utilise par exemple dans la fabrication à la chaîne dans l'industrie automobile, en particulier pour rendre étanches les vitres et les parties correspondantes de carrosserie, ne doivent pratiquement pas être aplatis par rapport à la section prévue, même lorsqu'ils sont conditionnés en rouleaux ou, à l'état tronçonné, dans des boîtes. Dans des exemples typiques de profilés de bande de joint de ce genre, l'aplatissement d'un cordon ne doit pas dépasser notablement 0,5 mn. Une autre difficulté réside dans le fait que l'âme de fil retors -contrairement à une âme de fil métallique de forme stable- avance au milieu d'une filière conique sous une haute pression du produit en écoulement dans l'extrudeuse ou dans la tête. Le fil retors est tiré en force, par le produit en écoulement, de la broche servant à l'amenée de l'âme et en cas de résistance, il est même cassé. Le résultat était jusqu ici que le cordon contenait une âme d'une longueur supérieure, en moyenne de 30 %, dans certains cas même de plus de 30 %, car cette dernière n'était pas enrobée de manière rectiligne dans le cordon mais sous forme ondulée.Si par contre on enfonce les broches dans les filières si profondément que l'avance partielle de l'âme est freinée et qu'ainsi le fil retors est rectiligne à l'intérieur du cordon, on obtient un profilé creux qui s'aplatit, par son propre poids, lorsqu'on le place fini sur un rouleau ou dans un carton. Pour permettre une fabrication rationnelle, on relie en gé néral à une même extrudeuse une tête d'extrusion présentant plusieurs orifices de filière de manière à pouvoir fabriquer simultanément plusieurs cordons contenant une âme de fil retors enrobée. Naturellement, il ne faut pas seulement que ces cordons présentent en eux-mêmes une section uniforme, mais la section doit aussi être pratiquement identique d'un cordon à l'autre. Etant donné les propriétés rhéologiques différentes de matières plastiques de composition différente et à température différente, il est en outre nécessaire, en particulier dans le cas de filières multiples, d'assurer une répartition réglable des courants entre les différentes sorties de filière.Dans les appareils antérieurs de ce genre, après un changement de produits, certains cordons peuvent aussi s'écouler plus rapidement que les autres. Il se produit ainsi des effets de frisure à la surface des cordons. Une autre conséquence peut résider dans des modifications de l'orientation de l'écoulement et dans des resserrements. C'est pourquoi, dans l'appareil et le procédé de fabrication de cordons ronds, rectangulaires ou similaires de matière plastique contenant une âme de fil retors enrobée selon la technique antérieure, il est décisif que l'âme prenne la même longueur que le cordon et éventuellement, que les sections de plusieurs cordons soient semblables entre elles. Aussi, le problème qui est à la base de la présente invention est de donner à la tete d'extrusion une structure telle qu'un cordon fabriqué devienne stable axialement grâce à l'âme de fil retors incorporée et ne puisse plus s'allonger sous son propre poids.Un autre but est d'agencer l'appareil et le procédé de façon telle que l'on puisse extruder plusieurs cordons d'une matière plastique avec une âme de fil retors enrobée fermement, ayant pour tous les cordons la même longueur que le cordon lui-même, sans qu'il se produise les difficultés indiquées, à savoir une âme trop longue et des dimensions différentes des cordons, notamment en fonction de la vitesse d'extrusion. Selon l'invention, en ce qui concerne l'appareil, le problème est résolu par le fait que la tête d'extrusion présente au moins une filière sous forme de canal de sortie rectiligne dont la région d'entrée est rétrécie sous forme concave en direction du canal de sortie et qu'à l'intérieur de la tête d'extrusion, une broche comportant un canal longitudinal pour l'amenée de l'âme de fil retors pénètre, de façon centrée et réglable dans sa direction longitudinale, dans la région d'entrée concave de la filière. En ce qui concerne le procédé de mise en application de cet appareil, selon l'invention, le problème est résolu par le fait que l'on règle la pointe creuse de chaque broche et éventuellement une aiguille d'injection insérée dans celle-ci, en faisant coulisser longitudinalement la broche, de façon telle que l'âme de fil retors du cordon extrudé prenne la même longueur que le cordon lui-même et qu'éventuellement, plusieurs cordons extrudés simul tanément par la tête d'extrusion prennent une section égale entre eux. C'est pourquoi une particularité spéciale d'un cordon fabriqué selon l'invention est que son âme de fil retors présente la même longueur que le cordon lui-même. Par suite, un tel cordon ne peut plus s'allonger sous son propre poids grâce à la stabilisation assurée par l'âme. L'invention fournit une forme spéciale de filière et de broche, en particulier avec déviation de l'écoulement dans le canal entre ltextru- deuse et la tête d'extrusion. On peut prévoir un corps de filière, en particulier interchangeable, comportant une ou plusieurs buses -de préférence polies dont la région d'entrée se rétrécit sous forme concave. Cette région d'entrée de chacune des filières, qui peut avantageusement présenter une forme de paraboloide, doit rejoindre chaque fois le canal de sortie rectiligne qui présente, selon ce qu'on désire, une section circulaire, rectangulaire ou autre, donc par exemple une cavité intérieure en forme de cylindre ou de parallélépipède, qui sert à calibrer le cordon. En outre, à chacune des filières est adjointe une broche servant à amener l'âme de fil retors.Les broches peuvent présenter avantageusement une pointe creuse qui est rétrécie sous forme convexe, en particulier parabolique également et qui pénètre dans la région d'entrée rétrécie concave de la filière. En outre, pour la fabrication de petits cordons ayant par exemple un diamètre de 4 nia, on peut insérer dans la pointe creuse de la broche une aiguille d'injection (ayant dans des cas typiques une longueur de 6 irin) à travers la perforation longitudinale de laquelle on introduit l'âme de fil retors dans le cordon en formation. Les broches sont réglables axialement c'est-à-dire dans leur direction longitudinale. Pendant l'extrusion, on refoule de la matière plastique dans la région d'entrée rétrécie concave des filières et on l'oblige à stécouler. Si l'âme de fil retors présente encore éventuellement une avance partielle dans la zone de calibrage c'est-à-dire dans le canal de sortie, cette avance est si réduite que le fil ne peut pas avancer car il est freiné et étiré par le produit en écoulement lent dans la région d'entrée concave de la filière. Ainsi, l'âme de fil retors est enrobée fermement et en position rectiligne dans le cordon. L'écoulement de la matière dans la tête d'extrusion et dans son canal de sortie est influencé entre autres par les propriétés de la matière plastique travaillée. C'est pourquoi, dans un appareil du genre défini précédemment comportant plusieurs filières, il est nécessaire, après chaque changement de produit, de corriger la vitesse d'extrusion pour assurer une répartition uniforme de la quantité entre les filières. En réglant axialement les différentes broches, on peut corriger les vitesses d'extrusion dans une marge limitée mais suffisante, sans perturber l'introduction de l'âme dans le cordon, c'est-à-dire sans influencer défavorablement l'alignement tendu et rectiligne de l'âme dans le cordon. Grâce à l'aiguille d'injection supplémentaire, le fil retors est seulement libéré à l'extérieur d'une région d'écoulement éventuellement influencée défavorablement par la broche. Ainsi, même dans des cas défavorables, on évite aussi bien un avancement du fil que la formation d'un conduit dans le cordon. Toutefois, il ne faut pas que l'aiguille d'injection arrive dans le canal de sortie rectiligne et en particulier cylindrique de la filière, car ainsi, s'il existait encore en cet endroit une légère avance partielle, elle serait renforcée, entraînant un avancement plus conséquent du fil et une ondulation de celui-ci. En effet, à l'intérieur du canal de sortie rectiligne, l'action de freinage de la région d'entrée concave est sans effet.Si donc l'aiguille d'injection s'avance dans le canal de sortie rectiligne, l'âme defil risque -conine dans les appareils antérieurs de ce genre- de prendre une longueur dépassant de 30 t celle du cordon. La coopération prévue selon l'invention entre les filières et les broches -éventuellement avec une déviation de l'écoulement dans la région comprise entre l'extrudeuse et la région d'entrée rétrécie concave de la filière conduit en outre de façon inattendue à une nette diminution de la pression nécessaire et à une force notablement plus équilibrée de la pression dans la tête d'extrusion. Cela a son importance en particulier pour des produits qui doivent être traités avec ménagement. On expliquera d'autres détails de l'invention à propos d'un exemple non limitatif de mise en oeuvre représenté schématiquement par les dessins dans lesquels - la figure 1 montre une disposition d'extrudeuse avec tête d'extrusion et - la figure 2 est une coupe longitudinale verticale correspondant à la figure 1. L'appareil conforme à la présente invention comprend I'extrudeuse 1 et la tête d'extrusion désignée par la référence générale 2. A la suite de la tête d'extrusion peut être prévue une bande support 3 qui sert à acheminer le ou les cordons extrudés par la tête 2 et avec laquelle on peut conditionner ceux-ci. La tête d'extrusion 2 peut être conçue pour pouvoir être chauffée ou refroidie conformément aux nécessités de la matière plastique à travailler. La sortie 4 de l'extrudeuse 1 et l'entrée 5 de la tête d'extrusion 2 ont une forme adaptée de telle sorte qu'un passage en douceur de la matière plastique à transporter est possible. De préférence, dans la sortie 4 de l'extrudeuse 1, la matière est comprimée tout d'abord dans une embouchure se rétrécissant coniquement, à la suite de l'entrée 5 de la tête d'extrusion 2 elle est comprimée davantage dans un canal convenablement profilé 6, et enfin, en passant par une déviation d'écoulement 7, elle est conduite dans une partie d'amenée 10 de préférence conique, débouchant dans la région d'entrée rétrécie concave 8 de la filière 9. La tête d'extrusion 2 se compose d'un ensemble de formats 11, destiné par exemple à la fabrication simultanée de plusieurs cordons et dans lequel sont fixés les guides 12 des broches 13. Dans chacune des broches 13 est prévue une perforation axiale ayant dans des cas typiques une largeur intérieure de 2,5 mm. Dans la pointecreuse 14 de la broche 13, qui est rétrécie de préférence sous forme convexe, en particulier parabolique, peut être insérée une aiguille d'injection 15 présentant par exemple un diamètre extérieur de 1,5 mm et un diamètre intérieur de 0,9 mm ainsi qu'une longueur d'envirQn 6 mn. On peut faire varier le diamètre et la longueur de cette aiguille d'injection 15 selon l'épaisseur du fil retors et du cordon.La partie de filière proprement dite, comportant la région d'entrée concave 8 et la filière 9 sous forme de canal de sortie rectiligne, peut faire partie d'un corps de filière séparé interchangeable 16 qui présente un ou plusieurs canaux de sortie correspondant au nombre de broches 13. L'appareil selon l'invention peut servir à fabriquer des cordons cylindriques ayant par exemple un diamètre de 4 à 12 mm et contenant une âme enrobée à l'état tendu. Si l'on utilise des ensembles de formats Il appropriés et des corps de filière 16 appropriés, on Fut aussi extruder de petits profilés ronds ou des cordons plats. Dans le procédé selon l'invention, c'est en harmonisant soigneusement les filières 9 et les broches 13 -en ce qui concerne aussi bien la forme que la position longitudinale relative (de la broche) - que l'on arrive à fabriquer économiquement la qualité désirée. Avec un appareil servant à fabriquer plusieurs cordons de matières plastiques comportant chacun une âme de fil retors enrobée de façon concentrique, on peut extruder des cordons profilés dans lesquels l'âme présente la même longueur que le cordon lui-même et les sections des différents cordons sont semblables. Un point essentiel est que la tête d'extrusion 2 présente un ensemble de formats Il comportant plusieurs broches spéciales 13 réglables dans leur direction longitudinale suivant la flèche 17 dans des guides 12 et un corps de filière 16 muni de plusieurs filières 9 à région d'entrée concave 8. Un autre point important réside dans la forme concave, en particulier paraboloîdale, de la région d'entrée 8. Si la région d'entrée 8 présentait une forme par exemple conique, c'est-à-dire une forme de cône à génératrice rectiligne, rejoignant l'orifice de sortie rectiligne cylindrique ou rectangulaire de la filière 9, cela ne permettrait pas de résoudre le problème qui est à la base de l'invention. En général, il faut que la tête d'extrusion présente -selon les nécessités de la matière à travailler- une partie de canal 6 pouvant être chauf fée et une déviation d'écoulement 7, ce qui contribue à la qualité désirée du cordon fabriqué dans chaque cas. REVENDICATIONS 1.- Appareil à extruder des cordons de matièroeplastiques telles que des produits de caoutchouc, élasto-plastiques et éventuellement collants ou du mastic, comportant une âme de fil retors enrobée concentriquement dans le cordon, à l'aide d'une tête d'extrusion reliée en particulier à une extrudeuse, appareil caractérisé par le fait que la tête d'extrusion présente au moins une filière sous forme de canal de sortie rectiligne dont la région d'entrée est rétrécie sous forme concave en direction du canal de sortie et qu'à l'intérieur de la tête d'extrusion, une broche comportant un canal longitudinal pour l'amenée de l'âme de fil retors pénètre, de façon centrée et réglable dans sa direction longitudinale, dans la région d'entrée concave de la filière. 2.- Appareil selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la filière et sa région d'entrée sont polies. 3.- Appareil selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que la région d'entrée de la filière est rétrécie sous forme parabololdale et rejoint directement la filière. 4.- Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que des corps de filière interchangeables sont prévus et présentent un diamètre de canal de sortie pouvant être choisi et une région d'entrée rétrécie concave adaptée à celui-ci. 5.- Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que la broche présente une pointe creuse se rétrécissant sous forme convexe, en particulier parabolique, qui pénètre dans la région d'entrée rétrécie concave de la filière. 6.- Appareil selon la revendication 5, caractérisé par le fait que dans la pointe creuse de la broche est insérée une aiguille d'injection présentant une perforation longitudinale servant à amener l'âme de fil retors de façon centrée et que cette aiguille d'injection dépasse de la pointe creuse de la broche et se termine à l'intérieur de la région d'entrée concave de la filière. 7.- Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que dans une région de paroi de la tête d'extrusion, opposée en direction longitudinale à la filière sous forme de canal de sortie rectiligne, est prévu un guide de broche conçu pour régler la broche dans sa direction longitudinale. 8.- Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que les broches de plusieurs filières prévues dans une tête d'extrusion sont réglables longitudinalement de façon séparée. 9.- Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, carac térisé par le fait que dans l'entrée de la tête d'extrusion, en particulier à la suite d'une extrudeuse, est Prévue une déviation d'écoulement de la matière plastique amenée. 10.- Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé par le fait que le canal de sortie rectiligne de la filière présente une section circulaire ou rectangulaire. 11.- Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé par le fait que dans l'entrée de la tête d'extrusion sont prévus, sur un élément de formats de cette dernière, des moyens de guidage servant à aligner de façon centrée le courant de matière plastique et qui débouchent de préférence coniquement dans la région d'entrée rétrécie concave de la filière. 12.- Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé par le fait que dans l'entrée de la tête d'extrusion, en particulier à la suite d'une extrudeuse, sont prévus des moyens de chauffage ou de refroidissement de la matière plastique qui arrive. 13.- Procédé de mise en application de l'appareil revendiqué dans les revendications 1 à 12, caractérisé par le fait que l'on règle la pointe creuse de chaque broche et éventuellement une aiguille d'injection insérée dans celle-ci, en faisant coulisser longitudinalement la broche, de façon telle que l'âme de fil retors du cordon extrudé prenne la même longueur que le cordon lui-même et qu'éventuellement, plusieurs cordons extrudés simultanément par la tête d'extrusion prennent une section égale entre eux. 14.- Cordon de matière plastique, en particulier de masse similaire à un caoutchouc élasto-plastique ou à un mastic, comportant une âme de fil retors enrobée, présentant une section circulaire, rectangulaire ou autre, fabriqué à l'aide de l'appareil revendiqué dans les revendications 1 à 12 ou de son procédé de fonctionnement selon la revendication 13, caractérisé par le fait que l'âme de fil retors a une longueur identique à celle du cordon lui-même.