Brevet FR2483810A1 — publié le 19811211

La présente invention concerne un appareil des- tiné à exécuter l'extrusion en continu de matières. Les matiè- res concernées peuvent être des métaux ou alliages, des cer- mets, céramiques, plastiques ou toutes autres matières extru- dables. La matière de départ peut être sous forme solide, par- ticulaire, comprenant une poudre, des granules, des sphéroïdes, etc., des copeaux, des tournures, des tranches, des chutes, des déchets ou toute autre forme capable d'être comprimée sous une configuration et à un état permettant l'extrusion. Un procédé et un appareil d'extrusion continue est décrit dans le brevet britannique n0 1 370 894, l'appa- reil étant décrit en particulier par rapport à la figure 3. Les figures 5 à 9 de ce brevet illustrent diverses formes de réalisation du sabot 4 de la figure 3; ces figures 5 à 9 représentent diverses formes de filière ou des filières 6 qui sont incorporées dans le matériau du sabot 4. Le brevet bri- tannique n0 1 434 201, déposé ultérieurement, qui est un bre- vet d'addition au brevet 1 370 894 précité, illustre sur ses figures 1 et 2, le sabot 4 auquel est fixé une pièce rapportée amovible 6 qui est réalisée et dimensionnée de manière à pré- senter une partie qui pénètre dans la gorge sans fin 3 de la roue 1 de l'appareil d'extrusion, la position relative de la pièce rapportée 6 dans la gorge 3 pouvant être ajustée dans le sens de la profondeur. La présente invention concerne une forme prati- que de filière destinée à la production, par exemple1 d'un tube par extrusion continuecomme sus-mentionné/ et associée'à un ensemble d'un sabot dans lequel elle est incorporée (compre- nant une partie qui pénètre dans la gorge de la-roue comme sus-mentionné) et d'une butée, cette dernière servant à obturer la gorge sans fin et à provoquer le refoulement de la matière de départ et son extrusion à travers la filière. Selon l'invention, un appareil d'extrusion con- tinue comporte une roue tournante dans laquelle est ménagée une gorge sans fin, un sabot relativement stationnaire recou- vrant une partie de la gorge dans le sens de sa longueur et présentant une saillie pénétrant d'une certaine distance dans ladite gorge, et un ensemble de filière incorporé d'une façon amovible dans le sabot de manière à constituer au moins une partie de sa saillie et à former aussi une butée qui péenètre dans la gorge et l'obture, de sorte que la matière de départ introduite dans le passage délimité par la saillie du sabot et la partie de la gorge dans laquelle elle pénètre et avec laquelle elle coopère, est soumise par la force engendrée par frottement entre-le fond de la gorg.e et ses côtés d'une part et la matière de départ d'autre part, ,lors de la rotation de la roue,et par la présence de la butée qui obture une extrémité du passage à un refoulement et une extrusion à travers la fi- lière dudit ensemble. L'ensemble de filière comporte de préférence une chambre d'alimentation qui communique avec le passage et la filière, de façon que la matière de départ refoulée du pas- sage se rassemble dans ladite chambre avant de passer dans la filière, et un élément distinct d'étranglement communiquant avec la chambre d'alimentation, avec ou sans-poinçon supporté dans l'élément d'étranglement pour réaliser des produits tubu- laires par extrusion. La butée peut être distincte de l'ensemble de la filière et remplaçable dans ce dernier. De plus, des éléments annulaires constituants la chambre d'alimentation et l'élément d'étranglement sont de préférence disposés et montés près l'un de l'autre dans une ouverture d'un corps de l'ensemble de fi- lières, ladite ouverture se prolongeant à partir de la saillie de l'ensemble de filière d'o elle communique avec le passage. Il est prévu de préférence un moyen destiné à acheminer un fluide de refroidissement au contact de l'ensemble de filière L'invention concerne également une filière des- *tinée à être incorporée dans une appareil d'extrusion continue du type sus-mentionné. L'invention sera décrite plus en détail en regard des desssins annexés à titre d'exemple nullement limi- tatif et sur lesquels: - les figures 1 et 2, qui correspondent aux figu- - 3 res 1 et 2 du brevet britannique N 1 434 201 -précité (dont la figure I est virtuellement identique à la figure'3 du bre- vet britannique N I 370 894 précité), et il.lustrent un appa- rail d'extrusion continue, la figure I est une vue de côté, en partie en coupe, et la-figure 2 est une coupe partielle sui- vant la ligne II-II de la figure I la figure 3 est une coupe médiane d'un ensemble de filière suivant l'invention; les figures 4 et 5 sont respectivement une vue en bout et une vue en plan de la figure 3 - les figures 6 et 7 sont des Poupes -de dé- tails; et la figure 8 est une vue en plan de la- figure 6. En se référant tout d'abord aux figures.1 et 2, qui, correspondant aux figures 1 et 2 du brevet britannique n 1 434 201 précité, illustrent schématiquement un appareil d'extrusion continue qui ne sera décrit que dans la mesure per- mettant de comprendre la structure fondamentale et les princi- pes de fonctionnement, ledit appareil comporte-un arbre hori- zontal mené 2 auquel est fixée une roue I1-pour qu'elle tourne avec lui, ladite roue 1 présentant une gorge sans fin- 3 qui, dans cette forme de réalisation,- est périphérique et de section- carrée et dans laquelle pénètre une pièce-rapportée 6 logée d'une façon amovible et remplaçable dans un évidement 5 d'un sabot 4 qui est relativement stationnaire et qui: recouvre une partie de la périphérie de la roue 1. La pièce rapportée 6 pénètre dans la gorge 3 dans le sens de sa.profondeur et le sabot 4 comporte une butée 7 formant une-partie extrême de la pièce rapportée 6 et qui peut être solidaire ou distincte de cette dernière, la butée 7 s'étendant sur toute la pro-fondeur de la gorge 3 et l'obstruant, le reste de la pièce rapportée 6 faisant saillie (d'une distance réglable) dans la gorge 3 à un degré de pénétration minimal (voir figure 2), en formant ainsi un passage 10 indiqué en pointillés sur la figure 2 et délimité par le fond et les côtés-de la gorge et par la sur- face inférieure de la pièce rapportée 6. La butée 7 ferme une extrémité du passage 10 dont l'autre extrémité,- l'extrémité 2-483810 d'entrée, est ouverte pour la réception de la matière de départ. Un orifice 8 formant filière est ménagé dans la butée 7. En fonctionnement, l'arbre 2 est mis en rotation dans le sens indiqué par la flèche sur la figure 1 et la matiè- retelle qu'une barre métallique ronde 9, est introduite dans la gorge 3 dans laquelle elle s'ajuste par forçage et entre dans l'extrémité ouverte du passage 10, la friction engendrée entre la barre et les deux c6tés de la gorge (le glissement:: de la surface de la pièce rapportée 6 sur la barre 9 annule la force de frottement engendrée entre la barre 9 et le fond de la gorge) provoque le refoulement de la matière et la déforme pour lui donner une configuration correspondante à celle de la. section de la gorge 3 (figure 2) et provoque finalement l'extrusion de la matière déformée et refoulée à travers l'o- rifice 8 formant filière. La description ci-dessus explique la structure fondamentale et les principes de fonctionnement de l'appareil d'extrusion continue. La matière de départ solide peut tre remplacée par des particules, des déchets ou d'autres formes de matière;epar exemple destinés au recyclage ou à la récupé- ration. En se référant aux figures 3 à 8, on va examiner ci- après l'application des caractéristiques essentielles de l'in- vention à l'appareil d'extrusion continue qui vient d'être décrit. En se référant tout'd'abord aux figures 3 à 5, une 2S filière assemblée 11 comprend un corps 12 qui correspond au moins à une partie de la pièce rapportée 6 des figures 1 et 2 et qui est logé de manière amovible et remplaçable dans un évidement d'un sabot (non représenté, mais correspondantjà l'évidement 5 et au sabot 4 des figures 1-et 2) d'un appareil d'extrusion continue du type représenté sur les figures I et 2. Cependant, il est évident que l'ensemble de filière repré- senté sur la figure 3 serait positionné de façon que la par- tie inférieure représentée sur la figure 3 soit engagée dans l'évidement 5 du sabot 4, la partie supérieure faisant saillie en direction de l'axe de la roue. Le corps 12 de filière pré- sente un orifice 13 et une fente 14 orientée latéralement, dans laquelle est logée une butée amovible 15 qui correspond à la -2 48 3810 butée 7 de l'appareil représenté sur les figures 1 et 2. La fente 14 se termine par une extrémité avec laquelle un côté arrondi de la butée 15 est en contact (voir figure 5). Le fond de la fente 14 présente un perçage 17 qui coincide avec un trou borgne 18 de la butée 15 destiné soit à un fluide de refroidis- sement de la butée 15 soit à un thermo- couple (non représenté) à des fins de contrôle. Le côté 19 du corps 12 de filière1qui est à l'opposé de la fente 14 logeant la butée 15 et corres- pondant au côté 20 du corps 12, est moins haut que ce côté 20 et labutée 15. Le côté 20 sert également à soutenir la butée dans sa position d'obturation du passage pendant le fonctionne- ment. L'orifice 13 loge un élément 21 formant une chambre d'alimentation de la filière et un élément d'étrangle- ment 22 représentés à l'état assemblé sur la figure 3 et plus en détail et à plus grande échelle (double) sur les figures 6 et 8 et sur la figure 7 respectivement. Un poinçon 23 (figures 3 et. 6) est disposé au centre de la chambre d'alimentation constituée par l'élément 21 et de l'étranglement de l'élément 22, en étant porté par un pont 24 qui franchit des découpes 25 permettant à la matière de départ refoulée d.u passage corres- pondant à celui désigné par 10 sur la figure 2 d'atteindre- et de remplir la chambre d'alimentation et d'entourer le poinçon 23. La surface du pont 24 cfui forme le sommet du poinçon 23 est façonnée de manière -à présenter des pentes de l'ordre de par rapport à l'horizontale pour faciliter le partage de la matière de départ refoulée en la déviant ainsi que son écoule- ment dans la chambre d'alimentation et son rassemblement pour qu'elle passe dans l'espace annulaire délimité par la périphé- rie complète du poinçon 23 et l'étranglement, en formant ainsi un produit tubulaire. S'il s'agit de réaliser un produit massif, le poinçon 23 et le pont 24 peuvent être supprimés. De plus, si l'on désire réaliser un produit de section profilée, on utilise un étranglement de configuration appropriée (les fiîgu- ras 3 et 7 représentent une configuration cylindrique). En fonctionnement, le côté 19 du corps 12 de fi- lière est monté dans l'évidement du sabot de façon qu'une autre partie de ce dernier bute contre le côté 19 et prolonge la partie de moins grande largeur-qui pénètre (comme représenté sur la figure 2) dans la gorge de la roue de l'appareil d'ex- trusion continue, la largeur de la gorge étant légèrement supé- rieurs à la largeur à la -fois desdites parties saillantes et de la butée 1.5,de façon à permettre la rotation de la roue alors que le sabot et ses pièces rapportées restent st'ation- naires. La butée 15 supportée par le cêté 20 du corps 12 obture sensiblement la gorge de la roue1tandis que les autres parties saillantes forment> avec les cotés et le fond de la gorge de la roue, ledit passage destiné à la matière de départ. La filière est formée juste devant la butée 15 et reçoit la matiè- re de départ refoulée du passage pour réaliser un produit ex- trudé, le reste du sabot présentant des moyens destinés à faire passer le produit radialement vers l'extérieur par rapport à la roue. Le corps 12. de filière comporte également un perçage 26 (figure 4) entre l'orifice 13 et le côté du corpsq, 12. Le perçage 26 peut être ménagé de manière à communiquer avec des conduits de fluide -de refroidissement ménagés dans le reste du sabot ou bien peut contenir un thermocouple des- tiné à contrôler la température de la filière. La filière selon l'invention convient particu- lièrement pour être utilisée avec du cuivre comme matière de départ pour la production de barres, de fils ou de tubes de cui- vre, mais elle peut être aussi utilisée pour réaliser des pro- duits en d'autres métaux convenables tels que l'aluminium et ses alliages. Des exemples particuliers de profilés réalisés avec ces derniers matériaux à des fins architecturales com- prennent des châssis de portes et de fenêtres. L'usure se manifeste particulièrement dans l'é- tranglement, sur le poinçon, lorsqu'on l'utilise, dans la cham- *bre d'alimentation et sur la butée. Il est avantageux que tous les composants qui constituent ces éléments soient remplaçables. L'usure se manife ste également au sommet du cOté 19 du corps 12 de la filière. Cette usure peut être compensée en ajustant la position en profondeur du corps 12 dans l'évidement du sabot 7 - et, enfin de compte, le corps 12 de filière peut être remplacé sans qu'il soit nécessaire de changer le sabot proprement. dit qui est lui-même réglable-en profondeur par rapport au fond de la gorge de la roue. Il va de soi que diverses modifications peuvent être apportées à l'appareil et à la filière décrits et repré- sentés sans sortir du cadre de l'invention. 24838 0 REVENDICATIONS 1. Appareil d'extrusion continue comportant une roue tournante présentant une gorge sans fin, un sabot relati- vement stationnaire recouvrant une partie de la longueur de la gorge, une butée faisant saillie dans la gorge pour l'obturer, et une filière associée à la butée, appareil caractérisé en ce que le sabot (4) comporte une saillie (15) pénétrant d'une certaine distance dans la gorge (3]; en ce que la filière (11) fait partie d'un ensemble qui est incorporé de façon remplaça- ble dans le sabot (4) de façon à former au moins une partie de la saillie (151; et en ce que l'ensemble comporte comme partie remplaçable ladite saillie (15) qui pénètre dans la gorge -(3) et l'obture,.de sorte que la matière de dépert (9), introduite dans le passage (10) délimité par la saillie (15)- du sabot (4) et la partie de la gorge (3) dans laquelle elle pénètre et avec laquelle elle coop-ère, est soumise par la force engendrée par la friction entre le fond et les côtés de la gorge [3) et la matière de départ, lors de la rotation de la-roue (1), et par la présence de la butée (15) qui obture une extrémité du passage (10), à un refoulement et une extrusion à travers la filière (11) de l'ensemble. 2. Appareil selon la revendication 1, caracté- risé en ce que l'ensemble de la filière comprend une chambre d'alimentation (21) communiquant avec le passage (10) et la filière (11), de façon que la matière refoulée se rassemble dans ladite chambre d'alimentation à partir du passage (10) avant de passer dans la filière (11). 3. Appareil selon la revendication 2, caracté- risé en ce que la filière (11) comprend un étranglement dis- tinct (22) communiquant avec la chambre d'alimentation (21) 4. Appareil selon la revendication 3, carac- térisé en ce que la filière (11) comporte un poinçon (23) supporté dans l'étranglement (223 de- façon que l'extrusion donne un produit tubulaire. -5. Appareil selon la revendication 1, caracté- risé en ce que la butée (15) est distincte de l'ensemble de filière et peut être remplacée dans ce deriier. 248e380O 6. Appareil selon la revendication 2 ou 3, carac- térisé en ce que la chambre d'alimentation (21) est constituée par un élément annulaire et en ce que l'étranglement (22) est formé par un autre élément annulaire disposé à proximité de celui formant la chambre d'alimentation, les deux.éléments étant logés dans un orifice (13) d'un corps -(12) de la filière, ledit orifice [13) partant de la saillie (15.). de-l'ensemble de filière, o il communique avec le passage (10). 7. Appareil selon l'une quelconque des revendi- cations précédentes, caractérisé en ce que l'ensemble de fi- lière présente un moyen (17) destiné à amener un fluide de refroidissement à son contact. 8. Pour un appareil d'extrusion continue du type comportant une roue tournante présentant une gorge sans fin, un sabot relativement stationnaire recouvrant une partie de la longueur de la gorge et présentant une saillie pénétrant d'une certaine distance dans ladite gorge, et une butée relative- ment stationnaire pénétrant dans la gorge de façon à l'obturer et disposée à proximité du sabot, une filière placée de façon à communiquer avec le passage délimité par la gorge et la par- tie saillante du sabot et à proximité de l'extrémité du passage qui est fermée par la butée, ladite filière étant caractérisée en ce qu'elle comprend l'assemblage d'un corps (12) de filière formant une partie remplaçable de la saillie (15) du sabot (4) et portant ladite butée (15) sous forme d'une partie remplaçable, des àléments annulaires adjacents formant respectivement une chambre d'alimentation (21) et un étranglement (22) qui sont logés dans un orifice (13) du corps (12)1, ledit orifice (13) se pro- longeant vers l'extérieur à partir du passage (10). 9. Filière selon la revendication 8, caractéri- sée en ce qu'elle comporte un poinçon (23) supporté dans l'É- tranglement (22). 10. Filière selon la revendication 8 ou 9, ca- ractérisée en ce qu'elle comporte un moyen (26) destiné à acheminer un fluide de refroidissement à son contact. 11. Filière selon la revendication 10, carac- térisée en ce que le moyen (26) destiné à acheminer le fluide 248e8 d Q de refroidissement est constitué par au moins un perçage dans le corps (12) de la filière et destiné à communiquer avec une source de fluide de refroidissement lorsque la filière est en position de fonctionnement dans l'appareil d'extrusion continue.