Brevet FR2495053A1 — publié le 19820604

L'invention concerne une machine d'extrusion en continu, ainsi que les produits extrudés obtenus. Les machines connues de ce type se composent d'une ou plusieurs Vis sans fin 11 montées à rotation à l'intérieur d'un corps 12 et entraînées en rotation à partir d'un moteur 2 par l'intermédiaire d'une transmission 3 et d'un réduc- teur 4. A l'extrémité du corps 12 de la presse d'extrusion est disposée une toute d'extrusion 5, qui d'une manière gêné- rale comporte un passage dont la forme et la section évoluent progressivement depuis l'orifice de sortie 13 du corps 12 Jusqu'd l'orifice de sortie de la filière 8 qui équipe la tête d'extru sinon. Pour arriver à ce résultat, il est alors néces- saire de réaliser un passage de forme complexe qui est défini par des mises au point délicates, la forme de ce passage n'é- tant pas toujours valable pour des matières extrudées de viscosité et/ou de matière différentes. Cela est vrai quelle que soit la forme de la section du produit extrudé obtenu depuis des sections planes Jusqu'à des sections annulaires. Ainsi, par exemple, dans le cas du gainage d'un câble, il est prévu (voir figure 1) de mettre en oeuvre une tête d' extrusion orientée perpendiculairement à l'axe de la vis il cette toute se composant d'un corps 6, d'un mandrin 7 et d'une filière 8. Le mandrin 7 est pourvu dlun orifice axial pour le défilement du profilé 9 à gainer, ce profilé étant constitué par une baguette de bois ou de métal ou plus couramment par un fil ou un ctble électrique qu'il s'agit de recouvrir d'une gaine d'isolation en matière plastique ou en élastomère0 La face externe de ce mandrin 7 est pourvue d'un évidement 71 (représenté en vue développée sur la figure 2) dont la forme évolue progressivement depuis l'orifice circulaire 13 par lequel sort un boudin de matière plastique Jusqu'à un orifice annulaire 10 délimité par 1' extrémité du mandrin et la filière 8. Comme on le remarque sur la figure 2, le mandrin 7 comporte, à hauteur de l'orifice 13 un couteau diamètral Il qui divise le boudin de matière plastique en deux moitiés qui progressent chacune dans chacun des évidements 711 #et 712 séparés l'un de l'autre par une partie non évidée 713 en forme de coeur, cette forme étant obtenue de manière empirique et par tâtonnement. L'évidement de ce mandrin a donc pour but, d'une part, de faire subir à la matière plastique un virage transformant le mouvement de la matière plastique parallèle à l'axe de la vis li en un mouvement parallèle à l'axe du mandrin 7, d'autre part, de transformer le flux plein de matière plastique sortant de l'orifice 13 en un flux annulaire à hauteur de la filière 8. Il s'en suit que l'on ne peut pas obtenir un gainage parfaitement coaxial de la matière plastique Il sur un câble 9, si bien que dans les machines existantes, il est prévu des moyens pour déplacer transversalement la filière 8 et effectuer ainsi la correction nécessaire. Par ailleurs, mame si les évidements 711 et 712 sont parfaitement usinés et même si le réglage de la filière 8 est effectué avec précision, on n'obtient pas une disposition coaxiale parfaite de la gaine d'isolation Il car il faut considérer que, compte tenu que la largeur des évidements 711 et 712 évolue progressivement, il existe une surface de contact entre le mandrin 7 et le corps 6 qui n'est pas uniforme sur toute sa périphérie, ce qui se traduit par une température non uniforme de la matière plastique et donc un écoulement non équilibré de cette matière plastique à la périphérie du mandrin, Les mimes difficultés d'équilibrage de flux se rencontrent dans la conception des filières à plaque ou de filières à gaines pour la fabrication de films tubulaires, etc... Aucune solution n'a jusqu'à présent été apportée à ces problèmes qui sont particulièrement sensibles dans le cas où il s'agit de recouvrir d1une gaine en matière isolante un profilé de section importante et par exemple un câble électrique, ou dans le cas de la réalisation d'une plaque de grande largeur. La présente invention a notassent pour but de remédier à ces inconvénients et concerne, à cet effet, une machine d'extrusion en continu comportant une tête d'extrusion pourvue intérieurement d'un passage d'écoulement de la matière à extruder depuis un orifice d'introduction jusqu'à un orifice de sortie, tête d'e2trusion caractérisée en ce que le passage est constitué, depuis 11 orifice d'introduction et vers l'orifice de sortie, par des canaux dont chacun se divise en deux canaux pour former, par divisions successives, un faisceau de canaux réguSièrement répartis débouchant dans l'orifice de sortie. Suivant une autre caractéristique de l'inven- tion, la somme des sections des canaux divisés est égale à la section du canal dont ils sont issus. Suivant une autre caractéristique de l'invention, la longueur et la section de tous les canaux de même degré de division sont identiques. Suivant une autre caractéristique de l'invention, chaque canal débouche perpendiculairement dans les canaux divisés qui en sont issus. Suivant une autre caractéristique de l'invention, chaque canal se compose de l'orifice d'entrée et vers l'orifice de sortie, d'une première partie perpendiculaire au passage du mandrin pour le défilement du profilé suivie d'une partie pa parallèle à ce passage. L'invention est représentée, à titre d'exemple non limitatif, sur les dessins ci-joints, dans lesquels : - la figure 1 est une vue de dessus schématique d'une machine d'extrusion de type connu, - la figure 2 est une vue développée suivant PI du mandrin de la figure 1, - la figure 3 est une vue en coupe axiale de la machine d 'extrusion conforme à 1' invention, - la figure 4 est une demi-coupe suivant A-A de la figure 3, - la figure 5 est une vue développée suivant F2 du mandrin de la tête d'extrusion des figures 3 et 4. La présente invention a en conséquence pour but la réalisation d'une machine d'extrusion qui assure le recouvrement de profilés par une gaine de matière plastique d'épaisseur uniforme de manière à obtenir, par exemple dans le cas de fils ou câbles électriques, la disposition coaxiale de ces fils ou câbles à l'intérieur de la gaine. Dans l'exemple représenté sur les figures 3 et 4, la machine d'extrusion se compose d'une presse d'extrusion 14 dont le corps 141 reçoit à son extrémité une pièce 15 pourvue d'un orifice axial 151 par lequel s'écoule un boudin de matière plastique pâteuse. Sur un embout 152 de cette pièce 15, est fixée perpendiculairement une tête d'e trusioh 16 se composant d'un corps 17 recevant intérieurement un mandrin 18 et une filière 19 maintenus dans ce corps par un écrou 20. L'extrémité opposée du corps comporte une pièce 21 pourvue d'un orifice 211 pour le guidage du profilé à gainer qui défile à l'intérieur du corps dws le sens de la flèche BS, Le mandrin 18 comporte à son extrémité un poin çon 22 pourvu d'un orifice 221 correspondant en forme et dimensions à celles du profilé à gainer, ce poinçon 22 délimitant avec la filière 19 un espace annulaire tronconique 23 dans lequel s'écoule la matière plastique provenant de l'orifice 151, cette matière plastique recouvrant le profilé sortant de l'orifice 221 pour former une gaine dont la face externe est déter- minée par l'orifice 191 de la filière 19. Sur la presse d'extrusion 14, ainsi que sur la tette d'extrusion 16, sont prévus, comme cela est connu, des moyens de chauffage 24 qui sont destinés à assurer une régula- tion en température de l'ensemble de la machine pour maintenir la matière plastique à la viscosité souhaitée, Dans l'exemple représenté, le mandrin 18 comporte, sur sa face externe, (voir figure 5) des canaux 26 permettant l'écoulement de la matière plastique depuis l'orifice cylindrique 151 et Jusqu'à l'orifice annulaire 23. Cependant, une solution inverse pourra être adoptée en réalisant ces ca naux sur la face interne du corps. Sur la figure 3, ces canaux 26 sont, dans un but de simplification du dessin, schématisés suivant une m8me génératrice du mandrin 18 afin de montrer la section décroissanl te d'un canal au suivant depuis l'orifice 151 jusqu'à l'orifice 23. Par contre, la figure 5 montre en mue dévelop- pée la position et la répartition de ces canaux à la périphérie du mandrin 18. Comme on le constate, l'orifice 151 de la presse d'extrusion débouche perpendiculairement à l'axe X-X du mandrin dans deux canaux 271 et 272 qui ee~divisent chacun et par trois fois en deux canaux d'axes symétriques de manière à obtenir : - par le second degré de division, quatre canaux 281, 282, 283 et 284. - par le troisième degré de division, huit canaux 291 à 298, - et par le quatrième degré de division, seize canaux 301 à 3016. qui débouchent par des orifices évasés 31 régulièrement répartis dans l'orifice annulaire tronconique 23. Pour chaque degré de division, la somme des sections des canaux divisés, par exemple 291 et 292 est égale à la section du canal 28 dont ils sont issus. Egalement, la longueur et la section de tous les canaux de même degré de division sont identiques et ainsi, par exemple, la longueur et la section des canaux 291 292, 293 et 294 sont identiques. Par ailleurs, chaque canal, qui est réalisé sur la face externe du mandrin 18, se compose d'une première partie ou ~partie amont" 321 qui est disposée perpendiculairement à l'axe X-X du mandrin et qui se prolonge, après un coude en 322, par une seconde partie ou "partie aval" 323 qui est parallèle à l'axe X-I du mandrin. Ainsi, comme on le remarque sur la figure 5, les canaux divisés sont disposés perpendiculairement à la partie amont 321 du canal dont ils sont issus. Cette disposition permet de créer des chemins de passage de la matière plastique qui sont identiques en longueur et en section depuis l'orifice d'entrée 151 Jusqu'aux ori fices de sortie évasés 31, et cela sur toute la périphérie du mandrin de manière que les conditions de pression et d'écoulement de la matière plastique soient identiques sur toute la périphérie du passage annulaire conique 23. Cette disposition conforme à l'invention permet alors d'obtenir en tout point une épaisseur de paroi uniforme de la gaine de matière plastique qui recouvre ainsi un fil ou un câble électrique de manière coaxiale. En outre, ces canaux, qui sont chacun de section constante, mais dont la section est moitié d'un degré de division à l'autre, pourront aisément être calculés à partir de la section de l'orifice 151 et pourront aisément être réalisés, à l'aide d'une machine automatique, par fraisage de la périphérie du mandrin. Les canaux 301 à 3016 permettent ainsi d'obtenir un flux de matière-plastique équilibré et également du fait de la répartition des canaux sur toute la périphérie du mandrin, les zones de contact de la paroi externe de ce mandrin avec la paroi interne du corps sont réparties sur toute la périphérie, ce qui permet d'obtenir une bonne répartition de la chaleur contribuant également à uniformiser l'écoulement de la matière plastique. Par ailleurs, du fait de la répartition des zones de contact de la face externe du mandrin avec la face interne du corps, ce mandrin est centré correctement sur toute sa longueur et notamment à proximité de l'orifice 23, ce qui évite les vibrations de ce mandrin et donc le déport de la matière plastique sous l'effet de la pression. Dans l'exemple représenté, les canaux d'éeoule- ment de la matière plastique sont réalisés à la périphérie d'un mandrin 18 de forme cylindrique. Cependant, toute autre réalisation pourra entre prévue et notamment ce mandrin pourra autre partiellement on totalement conique dans sa région pourvue des canaux. REVENDICATIONS 1.- Machine d'extrusion en continu comportant une tête d'extrusion (16) pourvue intérieurement d'un passage d'écoulement de la matière à extruder depuis un orifice d'introduction jusqu'a un orifice de sortie (21 tête d'extrusion caractérisée en ce que le passage est constitue, depuis l'orifice d'introduction et vers l'orifice de sortie (152) par des canaux (26) dont chacun se divise en deux canaux (271, 272, 281, 282, etc.) pour former par divisions successives, un faisceau de canaux régulièrement répartis débouchant dans l'orifice de sortie. 2.- Machine conforme à la revendication 1, caractérisée ex ce que la somme des sections des canaux divisés (271, 2721 28 282) est égale à la section du canal (27, 28) dont ils sont issus. 3.- Machine conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la longueur et la section de tous les canaux de même degré de division (281, 282, 2831 284) sont identiques. 4.- Machine conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que chaque canal (271, 272). débouche perpendiculairement dans les canaux divisés (281, 2821 2831 284) qui en sont issus. 5.- Machine conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le faisceau (26) de canaux régulièrement répartis débouchant dans l'orifice de sortie (152) se compose d'au moins quatre canaux. 6.- Machine conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que chaque canal se compose de l'orifice d'entrée et vers l'orifice de sortie, d'une première parti (321) perpendiculaire au passage du mandrin pour le défilement du profilé suivie d'une partie parallèle à ce passage (323). 7.- Machine conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les canaux régulièrement réparti débouchent dans l'orifice de sortie par des extrémités évasées (31). 8. - Machine conforme à l'une quelconque des revendication précédentes, caractérisée en ce que chaque canal (27(271) est divisé en deux canaux (281, 282) de section identique, les canaux divisés étan orientés perpendiculairement de chaque côte du canal (281) dont ils sont issus. 9. - Machine conforme à l'une quelconque des revendication précédentes, caractérisée en ce que les axes des canaux divisés de même degré sont symetriques.