Brevet FR2425320A1 — publié le 19791207

La présente invention se rapporte en particulier à des machines à extruder ou à injecter qui comprennent un corps dans lequel débouche une trémie d'alimentation et dans lequel est poussée la matière plastique vers la filière ou le moule. Dans une machine à extruder, la matière initiale est sous forme de granules ou de poudre et est polymérisée durant son avancement dans le corps vers la filière. Pour obtenir la polymérisation, il faut porter la matière à une certaine température, température qui ne doit pas toutefois dépasser un certain seuil pour éviter notamment une polymérisation trop rapide ou une décomposition de la matière. Généralement on prévoit donc autour du corps et même sur la filière des colliers de chauffage. Ces colliers sont constitués par des flans de tôle dont les extrémités sont reliées par des vis et des écrous pour enserrer le corps, ces flans comportant, logée dans des isolants convenables, des résistances électriques qui sont reliées à une source de courant électrique convenable. Toutefois comme ce dispositif de chauffage a une inertie très importante, il est prévu dans le corps, à l'extérieur, une rainure hélicoidale dans laquelle est logé un tube de cuivre parcouru par de C'eau de refroidissement, 11 ensemble étant relié à un dispositif de régulat'idn#de manière que l'intérieur du corps soit maintenu à la bonne température. On conçoit qu'une telle installation qui comprend des résistances électriques et des moyens de refroidissement pour vaincre l'inertie thermique est onéreuse, tant par sa conception que pour la dépense d'énergie qu'elle engendre. L'un des buts de l'invention est de réaliser des colliers de chauffage qui remédient à ces divers inconvénients. Le collier de chauffage selon l'invention est destiné à être monté sur le corps d'une machine dans lequel la matière à extruder est poussée vers une filière ou un moule, et est carac térisé en ce qu'il est constitué d'un carter en forme d'anneau présentant une ame cylindrique interne destinée à être engagée sur le corps de la machine, une partie cylindrique externe et deux joues latérales solidaires des bords correspondants desdites parties cylindriques, d'un enroulement- d'un fil conducteur convenablement isolé enroulé sur l'âme et dont les extrémités sont des tinées à être reliées à une source de courant électrique convenable. Grâce à cette disposition, on réalise un chauffage par induction particulièrement efficace dont la régulation est beaucoup plus simple et avec lequel on peut pratiquement supprimer le système de refroidissement. Suivant une caractéristique particulière, le carter présente une fente le long d'une génératrice, les lèvres de la fente étant reliées par une plaquette isolante Ainsi, on élimine les courants parasites, on évite les pertes thermiques et on évite le chauffage du carter par induction et par conduction. De préférence, ltenroulement est inséré dans-une enveloppe isolante logée dans le carter, ladite enveloppe étant constituée d'un tissu de fibres de verre imprégné de polyester. Suivant encore une caractéristique, une épaisseur d'amiante est interposée entre l'enroulement et l'âme du carter. L'invention vise également une machine à matière plastique telle qu'une machine à extruder équipée d'un dispositif de chauffage constitué par des colliers tels que ci-dessus définis Suivant encore une caractéristique, le corps de la machine est pourvu de trois colliers, chacun de ceux-ci étant relié entre deux phases d'une source de courant triphasé, lesdits colliers étant branchés en triangle; on réalise ainsi le montage le plus économique au point de vue de la consommation de courant électrique. L'invention va maintenant être décrite avec plus de détails en se référant à un mode de réalisation particulier donné à titre d'exemple seulement-et représenté aux dessins annexés. Sur ces dessins Fig. I est une vue en élévation schématique d'une machine à extruder, Fig 2 est une vue de profil à plus grande échelle d'un des colliers de chauffage de la machine, Fig. 3 est une vue en coupe suivant la ligne III-III de la figure 2, Fig. 4 montre un diagramme de courbes comparées de chauffage obtenu à partir du collier selon l'invention et du chauffage réalisé avec les colliers connus. A la figure I, on a représenté une machine qui comprend un châssis I supportant un moteur 2 qui entraine des vis 3 tournant dans un corps 4 dans lequel débouche une trémie d'alimenta talon 5. Dans cette réal'sation, il est prévu à l'e.ttrémiGé du corps 4, un conduit 6 qui débouche dans un second corps 7 dans lequel se meuvent des vis sans fin 8 qui poussent la#matière vers une filière IO, non représentée en détails ici Sur les corps 4 et 7 sont prévues des séries de colliers de chauffage Il qui sont représentés en détails aux figures 2 et 3. Chaque collier est constitué d'un carter métallique I2 en forme d'anneau présentan une âme cylindrique interne 13 pourvue d'une fente I4 le long d'une génératrice et dont les lèves I5 sont reliées par une plaquette isolante 16 fixée à l'aide de rivets I7 sur la face externe de l'âme 13. Les bords latéraux de l'âme I3 sont solidaires, chacun, d'une joue T8 dont les bords 7i- bres sont solidaires des bords libres d'une partie cylindrique es- terne 19. Les joues 18 ainsi que la partie cylindrique externe 19 comportent, respectivement, des fentes 20 et 21 situées au droit de la fente 14. Le carter présente des trous 22 pour le passage de sondes destinées à être reliées à un dispositif de régulation Sur l'âme cylindrique 13 est posée une couche d'un materiau isolant 23 présentant une certaine résistance mécanique, cedit matériau pouvant, par exemple, être une nappe de fibres de verre tissées imprégnée de polyester convenablement polymérisé. Sur la nappe 23 est disposée une couche d'amiante 24 sur laquelle est également enroulée une épaisseur 25 de fibres de verre imprégnée de polyester. Sur l'épaisseur 25 est enroulé un fil conducteur 26 convenablement isolé pour former plusieurs couches de spires réguliè res es extrémités dudit fil faisant saillie à l'extérieur de la partie cylindrique externe 19 par un trou correspondant et étant fixées à des bornes 28 sur lesquelles peuvent être fixées les ex trémités de fils 29 reliant le collier à la source de courant électrique. Les fils 29 sont guidés dans une gaine 30 supportée par une patte 31 fixée sur ledit collier. Il est prévu, le long de la face interne des joues I8, des épaisseurs de matériau isolant 32 en fibres de verre imprégné de polyester et l'ensemble de l'enroulement reçoit également une épaisseur de matériau isolant 33 de fibres de verre imprégné de polyester. Suivant un exemple de réalisation, le diamètre extérieur d1'3fl tel collier est de l'ordre de 370 mIn, tandis que le diamè- tre intérieur est de 270 mm, la hauteur étant de 195 mn et le poids d'environ neuf kilogrammes Dans une telle réalisation, la longueur de fil utilisée est de 180 mètres pour une section de fil de 6 mm , le nombre de spires étant de 178. Le fil utilisé présente une résistance d 200 C de 0,6 ohm, la résistance de ce fil à 2000C étant de l'ordre de 0,95 ohm De préférence, de manière à obtenir le meilleur COS. il est souhaitable de prévoir des colliers par groupes de trois dont chacun est branché entre les deux phases d'un courant d7ali- mentation triphasé, le branchement étant réalisé en triangle Comme on le voit à la figure Es suivant des essais qui ont été réalisés sur la courbe I, le temps nécessaire pour que la température à l'intérieur du corps 4 soit de l'ordre de 2000, est de 38 minutes, cette température correspondant sensiblement à la température nécessaire pour l'extrusion. Si, à cette température, on coupe l'alimentation'des colliers, il nty a pas d'inertie thermique, car la température est stabilisée et redescend à 1970 C au bout de I2 minutes. On conçoit donc qu'il n'est absolument pas nécessaire de refroidir le corps de l'extrudeuse. La courbe 2 correspond au chauffage classique utilisant des colliers pourvus d'une résistance électrique. Comme on le voit sur cette courbe, le temps nécessaire pour obtenir la température de 2000 est de tordre de 47 minutes, et si, arrivé à cette température, on coupe l'alimentation des résistances, la température monte encore pour atteindre 2130 et il faut attendre 24 Minutes pour que la température retombe à 2000 C, de sorte que si on ne doit pas dépasser la température de 2000, il est absolument indispensable de refroidir tout l'ensemble du corps, comme cela est prévu dans les installations classiques. On conçoit qu'une telle réalisation estQtrès intéressan- te d'une part parce qu'elle facilite énormément la régulation de la machine et, d'autre part, parce que la consommation d'énergie est réduite dans des proportions -très appréciables. Un autre avantage non négligeable de l'invention est que pratiquement les colliers tels qu'ils sont réalisés ont une durée d'utilisation pratiquement illimitée alors que ce n1 est pas le cas des colliers classiques, car ceux-ci soumis d'abord 8 un chauffage intense par les résistances électriques, et, d'autre part, par des refroidissements brutaux au contact des tubes de refroidissement des installations, sont très rapidement endommagés et doivent être remplacés très souvent. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation qui vient d'être décrit et qui a été représenté, on pourra y apporter de nombreuses modifications de détails sans sortir, pour cela, du cadre de l'invention, par exemple l'invention s'applique également à d'autres machines telles que les machines à injecter. REVENDICATIONS 10 - Collier de chauffage de machines à matières plastiques telles que machines à extruder ou à injecter destiné à être monté sur le corps de la machine dans lequel la matiere a extruder est poussée vers une filière ou un moule, caractérisé en ce qu'il est constitué d'un carter en forme d'anneau présentant une âme cylindrique interne destinée à être engagée sur le corps de la machine, une partie cylindrique externe et deux joues latérales solidaires des bords correspondants desdites parties cylindriques d'un enroulement d'un fil conducteur convenablement isolé enroulé sur l'âme et dont les extrémités sont des tinées à être reliées à une source de courant électrique convenable. 20 - Collier de chauffage selon la revendication I, carac térisé en ce que le carter présente une fente le long d'une géné oratrice, les lèvres de la fente étant reliées par une plaquette isolante. 30 - Collier de chauffage selon la revendication I, carac térisé en ce que l'enroulement est inséré dans une enveloppe isolante logée dans le carter. 40 - Collier de chauffage selon la revendication 3, carac térisé en ce que l'enveloppe isolante est constituée d'un tissu de fibres de verre imprégné de polyester. 50 - Collier de chauffage selon les revendications 3 et 4 caractérisé en ce qu'une épaisseur d'amiante est interposée entre l'enroulement et l'âme du carter. 60 - Machine à matières plastiques et notamment machine à extruder équipée d'un dispositif de chauffage selon la revendication I et/ou l'une quelconque des revendications 2 à 5. 74 - Machine à matières plastiques et notamment machine à extruderéquipée d'au moins un groupe de trois colliers selon la revendication I et/ou l'une quelconque des revendications 2 à 5, chacun des colliers étant relié entre deux des phases d'une source de courant triphasé et branchés en triangle.