Brevet FR2517249A1 — publié le 19830603

La présente invention concerne une tête d'extrusion pour enrober des tubes d'acier à l'aide d'un boyau comportant une couche d'un adhésif thermoplastique, en particulier un copolymère d'éthylène, et une couche de revêtement re- posant sur ladite couche d'adhésif et constituée d'une matière synthétique thermoplastique, en particulier un polyéthylène, ladite tête d'extrusion comportant une pre- mière bague de base, une bague intermédiaire et une seconde bague de base, telles que la première bague de base forme avec la bague intermédiaire une première fente annulaire débouchant dans une ouverture annulaire pour le dépôt de l'adhésif, tandis que la bague intermédiaire forme avec la seconde bague de base une seconde fente annulaire dé- bouchant dans une ouverture annulaire pour le dépôt de la matière synthétique, lesdites première bague de base, bague intermédiaire et seconde bague de base étant agen- cées l'une derrière l'autre de façon sensiblement axiale et les ouvertures annulaires des deux fentes annulaires débouchant dans un plan commun, alors que dans chacun des deux canaux prévus pour l'amenée de l'adhésif et de la ma- tière synthétique et se trouvant en liaison avec lesdites fentes annulaires est agencée une bague de laminage. Une tête d'extrusion de ce type est déjà connue par le do- cument DE-OS 1957 078 Dans cette tête d'extrusion connue, le conduit d'amenée pour l'adhésif et le canal annulaire qui y est relié sont agencés dans la première bague de base, tandis que dans la bague intermédiaire sont prévues les cartouches chauffantes et que dans la seconde bague de base sont ménagés le conduit d'amenée pour la matière synthétique et le canal annulaire qui y est relié Les deux canaux annulaires, avec leurs bagues de laminage, sont disposés l'un derrière l'autre dans le même plan et présentent le même diamètre Les bagues de laminage sont réglables de l'extérieur de la tête d'extrusion au moyen de vis de réglage, excentriquement par rapport à leur axe longitudinal, et leurs faces périphériques internes font saillie dans les canaux annulaires et présentent une forme elliptique On obtient ainsi le résultat que l'adhé- sif et la matière synthétique sont répartis en couches d'épaisseur restant uniforme à la périphérie du tube d'acier, en tenant compte de leurs fluidités différentes. Il s'est avéré que, dans certains cas, il était désavan- tageux que l'on puisse, en appliquant une force importante, effectuer un réglage des bagues de laminage pendant le fonctionnement, à l'encontre de la pression relativement élevée de l'adhésif ou de la matière synthétique, qui peut s'élever par exemple à 100 ou 300 bars à la température de fonctionnement de 150 à 1700 C, un tel réglage condui- sant souvent à une déformation permanente des bagues de laminage et à un revêtement d'inégale épaisseur et rendant nécessaire le changement desdites bagues de laminage. A cause de l'agencement connu des canaux annulaires, il apparaît de plus une déviation perpendiculaire au tube d'acier à recouvrir des fentes annulaires, en liaison avec les canaux annulaires pour l'adhésif et la matière syn- thétique, de sorte qu'il en résulte pour ces matières un trajet relativement long, jusqu'à l'orifice de sortie commun, avec une contre pression augmentée, à travers la tête d'extrusion, lors de températures de fonctionnement élevées En particulier, pour des adhésifs sensibles à la température, il apparaît alors des manifestations de décomposition, de sorte que l'adhérence du revêtement est mauvaise et que les parties internes de la tête d'extrusion subissent une corrosion du fait du dégagement d'acide libre. L'objet de la présente invention est une tête d'extrusion de construction compacte évitant les inconvénients men- tionnés ci-dessus et présentant de courts trajets pour l'adhésif et la matière synthétique, cette tête d'ex- trusion permettant de plus d'utiliser un copolymère d'éthylène pré-séché comme adhésif, grâce auquel on amé- liore l'adhérence du revêtement. A cette fin, selon l'invention, la tête d'extrusion du type mentionné cidessus est caractéris Ceen ce que le conduit d'amenée de la matière synthétique thermoplas- tique et le canal annulaire qui lui est relié sont agencés dans la bague intermédiaire, en ce que les bagues de la- minage sont agencées de manière fixe, mais interchangea- ble, dans les canaux annulaires, la bague de laminage faisant saillie par sa périphérie interne dans le canal annulaire pour l'adhésif, tandis que la bague annulaire fait saillie par sa périphérie externe dans le canal annulaire pour la matière synthétique, en ce que les dia- mètres du canal annulaire et de la bague de laminage sont plus petits que les diamètres du canal annulaire et de la bague de laminage, et en ce que la fente annulaire desti- née à l'adhésif et se raccordant au canal annulaire est rectiligne. Dans un mode avantageux de réalisation, la périphérie ex- terne de la bague de laminage servant à la répartition de la couche de revêtement de matière synthétique et la péri- phérie interne de la bague de laminage servant à la répar- tition de la couche d'adhésif sont chacune conforméesen faux-rond, formé d'une pluralité d'arcs de cercles de rayons différents Par ailleurs, il est avantageux que la périphérie interne de la bague de laminage pour l'adhésif forme un faux rond composé de trois rayons centrés en des points, tels que deux de ces points se trouvent au centre de la bague de laminage et que les troisièmes desdits points sont sur une droite excentrée de la distance X et sont distants l'un de l'autre de la distance 2 Y. De préférence, la périphérie externe de la bague de lami- nage pour la matière synthétique forme un faux rond composé de trois rayons centrés en des points se trouvant sur une même ligne horizontale médiane, l'un des points se trouvant au centre de la bague de laminage et les autres points étant-excentrés respectivement de distances Y et Z. Afin de faciliter l'écoulement de la matière synthétique, la bague de laminage destinée à la répartition de la couche de matière synthétique comporte, dans sa face tournée vers le conduit d'amenée, un évidement annulaire. Grâce à l'agencement du conduit d'amenée de la matière synthétique dans la bague intermédiaire de la tête d'ex- trusion, à cause des grands diamètres différents pour les canaux annulaires et les bagues de laminage et par suite de la suppression des cartouches chauffantes dans la bague intermédiaire, la tête d'extrusion selon l'invention est plus courte et plus compacte que la tête d'extrusion connue A cause de la position basse du canal annulaire de l'adhésif, on obtient un trajet d'injection plus court et plus rectiligne, sans contre pression Par suite du temps de transit plus court de l'adhésif dans la tête d'ex- trusion, il ne se produit plus de décomposition et de cor- rosion Puisque, à cause de la suppression des vis de ré- glage, il n'est plus exercé aucune pression de l'extérieur, il ne se produit aucune déformation permanente. Les figures du dessin annexé feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. La figure l montre la tête d'extrusion selon l'invention, en coupe longitudinale. La figure 2 est une coupe transversale selon la ligne A-A de la figure 1. La figure 3 est une coupe transversale selon la ligne B-B de la figure 1. La figure 4 montre la bague de laminage prévue pour le canal annulaire d'adhésif. La figure 5 montre la bague de laminage prévue pour le canal annulaire de matière synthétique. La figure 6 montre les deux bagues de laminage, disposées axialement l'une derrière l'autre, comme sur la figure 1. Comme on le sait par le document DE-OS 1957 058, la tête d'extrusion montée sur la figure 1 comporte trois bagues -de base 1, 5 et 20, assemblées l'une à l'autre La bague de base 1 comporte un canal annulaire 2, qui sert à l'amenée de l'adhésif extrudé et qui, à cette fin, est en liaison par le conduit 3 avec un raccord (non représenté) à l'ex- trudeuse d'adhésif Dans le canal annulaire 2 fait saillie une bague de laminage 4, agencée fixement mais de façon interchangeable La bague de base 5 est montée axialement sur la bague de base 1 La bague de base 5 comporte un canal annulaire 6, qui sert à l'amenée de la matière syn- thétique extrudée destinée à former la couche d'enrobage et qui est reliée à deux extrudeuses, respectivement par les deux conduits 7 et 8 Dans le canal annulaire 6, fait saillie la bague de laminage 9 Celle-ci présente un évidement annulaire 10 dans sa face dirigée vers les con- duits 7 et 8, cet évidement facilitant la répartition homogène de la matière synthétique visqueuse. La face périphérique interne 11 de la bague de laminage 4 et la face périphérique externe 12 de la bague de lami- nage 9 sont chacune conformées en faux-rond afin d'obtenir une épaisseur de couche uniforme d'adhésif ou de matière synthétique thermoplastique sur la surface extérieure du tube Comme le montre la figure 4, le faux rond de la face interne il de la bague de laminage 4 pour l'adhésif est formé de trois rayons Rl, R 2 et R 3 Les rayons Rl et R 2 sont égaux Leurs centres Ml et M 2 sont confondus avec le centre de la bague Le domaine du rayon Rl se trouve du côté du conduit d'amenée d'adhésif 3 et s'étend sur 600, tandis que le domaine du rayon R 2 s'étend sur 1400 du côté diamétralement opposé audit conduit Les deux do- maines des rayons Rl et R 2 sont raccordés par deux do- maines de rayon R 3, inférieur à R 1/R 2, centrés en M 3 et s'étendant sur 80 Les centres M 3 se trouvent sur une ligne commune C et sont décalés de la distance Y de part et d'autredu centre Ml, M 2, tandis que la ligne C est écartée de la distance X par rapport à la ligne médiane horizontale Grace à cet agencement, on obtient le résul- tat que la largeur du canal annulaire 2 est plus petite à l'emplacement 13 au voisinage du conduit d'amenée d'adhé- sif 3 qu'à l'emplacement diamétralement opposé 14 et que la largeur de ce conduit annulaire 2 varie de façon con- tinue (figures 2 et 4). Comme on peut le voir sur la figure 5, le faux rond de la face périphérique externe 12 de la bague de laminage 9 de la matière synthétique est formé de trois rayons R 4, R 5 et R 6, dont les centres M 4, M 5 et M 6 se trouvent sur une ligne médiane commune D et sont respectivement décentrés des écarts Y et Z Le rayon R 4, centré au point M 4 qui est le centre de la bague de laminage, décrit un angle de 30 respectivement au voisinage des conduits 7 et 8 d'amenée de la matière synthétique Les quatre do- maines décrits par le rayon R 5 sont adjacents à ceux du rayon R 4 et sont centrés en deux points M 5 excentrés et s'étendent chacun sur un angle de 59 . Les domaines de rayon R 5 sont réunis par deux domaines de rayon R 6, centrés aux deux points excentrés M 6 et s'éten- dant chacune sur 320 Le contour extérieur qui en résulte pour la bague de laminage 9 forme dans le canal annulaire 6 pour la matière synthétique une fente dont la largeur est plus faible deux emplacements 15 des deux conduits d'amenée 7 et 8 qu'aux emplacements 16 décalés de 90 . La partie en forme de broche 17 de la bague de base 1 forme avec la partie 18, conformée de façon semblable, de la bague adjacente 5 une fente annulaire 19, par la- quelle l'adhésif du canal annulaire 2 débouche sur la paroi extérieure du tube (non représenté) La face oppo- sée de la bague de base 5 forme avec la bague de base 20 une fente annulaire 21, qui est le prolongement du canal annulaire 6 et par lequel la matière synthétique thermo- plastique se dépose sur la couche d'adhésif. Les deux fentes annulaires 19 et 21 débouchent de manière connue dans un plan commun, de sorte qu'il en résulte la production en un seul endroit du revêtement adhésifl matière synthétique Les bagues de base 1, 5 et 20 sont, de façon connue, vissées les unes aux autres et mainte- nues par l'écrou 22 On a représenté les cartouches chauf- fantes dans les première et seconde bagues de base. Le mode de réalisation représenté sur les figures 2 à 5, avec ses précisions angulaires pour les bagues de lamina- ge en faux rond, concerne l'application d'un adhésif cons- titué d'ester d'acide polyéthylène acryle et d'un revê- tement constitué de polyéthylène, l'adhésif ayant une viscosité i 2,16 = 7 8 et le polyéthylène une viscosité i 2,16 = 0,3 0,4 Les épaisseurs de la couche d'adhésif et du revêtement sont respectivement de l'ordre de 0, 2 à 0,3 mm et de 1,6 à 2,2 mm En utilisant des adhésifs ou des matières synthétiques d'autres viscosités, on met en place dans la tête d'extrusion des bagues de laminage, dont les faces interne ou externe en faux-rond présentent les rayons et les étendues angulaires appropriées et en- gendrent donc d'autres largeurs de fente pour les canaux annulaires Afin d'obtenir l'épaisseur de revêtement dé- sirée pour un diamètre de tube déterminé, les largeurs de fente optimales sont déterminées par des essais avec des performances prédéterminées, à partir desquelles on peut calculer la grandeur des rayons En général, les rayons et les distances séparant les centres les uns des autres sont d'autant plus grands que l'adhésif et la matière synthétique sont plus visqueux. REVENDICATIONS - 1 Tête d'extrusion pour enrober des tubes d'acier à l'aide d'un boyau comportant une couche d'un adhésif ther- moplastique, en particulier un copolvmère d'éthylène, et une couche de revêtement reposant sur ladite couche d'adhé- sif et constituée d'une matière synthétique thermoplasti- que, en particulier un polyéthylène, ladite tête d'extru- sion comportant une première bague de base, une bague in- termédiaire et une seconde bague de base, telles que la première bague de base forme avec la bague intermédiaire une première fente annulaire débouchant dans une ouver- ture annulaire pour le dép 6 t de l'adhésif, tandis que la bague intermédiaire forme avec la seconde bague de base une seconde fente annulaire débouchant dans une ouverture annulaire pour le dép Ot de la matière synthétique, lesdites première bague de base, bague intermédiaire et seconde bague de base étant agencées l'une derrière l'autre de façon sensiblement axiale et les ouvertures annulaires des deux fentes annulaires débouchant dans un plan commun, alors que dans chacun des deux canaux prévus pour l'amenée de l'adhésif de la matière synthétique et se trouvant en liaison avec lesdites fentes annulaires est agencée une bague de laminage, caractérisée en ce que le conduit ( 7) d'amenée de la ma- tière synthétique thermoplastique et le canal annulaire ( 6) qui lui est relié sont agencés dans la bague intermé- diaire ( 5), en ce que les bagues de laminage ( 4, 9) sont agencées de manière fixe, mais interchangeable, dans les canaux annulaires ( 2, 6), la bague de laminage ( 4) faisant saillie par sa périphérie interne ( 11) dans le canal annu- laire ( 2) pour l'adhésif, tandis que la bague annulaire 9 fait saillie par sa périphérie externe ( 12) dans le canal annulaire ( 6) pour la matière synthétique, en ce que les diamètres du canal annulaire ( 2) et de la bague de lami- nage ( 4) sont plus petits que les diamètres du canal annu- laire ( 6) et de la bague de laminage ( 9), et en ce que la fente annulaire ( 19) destinée à l'adhésif et se raccordant au canal annulaire ( 2) est rectiligne. 2 Tête d'extrusion selon la revendication l, caractérisée en ce que la périphérie externe ( 12) de la bague de laminage ( 9) servant à la répartition de la cou- che de revêtement de matière synthétique et la périphérie interne ( 11) de la bague de laminage ( 4) servant à la répartition de la couche d'adhésif sont chacune conformées en faux-rond, formé d'une pluralité d'arcs de cercles de rayons différents (R). 3 Tête d'extrusion selon la revendication 2, caractérisée en ce que la périphérie interne ( 11) de la bague de laminage ( 4) pour l'adhésif forme un faux-rond composé de trois rayons (Ri, R 2, R 3), centrés en des points (Ml, M 2, M 3), tels que deux de ces points (Ml, M 2) se trouvent au centre de la bague de laminage ( 4) et que les troisièmes desdits points (M 3) sont sur une droite excentrée de la distance X et sont distants l'un de l'au- tre de la distance 2 Y. 4 Tête d'extrusion selon la revendication 2, caractérisée en ce que la périphérie externe ( 12) de la bague de laminage ( 9) pour la matière synthétique forme un faux-rond composé de trois rayons (R 4, R 5, R 6) centrés en des points (M 4, M 5, M 6) se trouvant sur une même ligne horizontale médiane (D), l'un des points (M 4) se trouvant au centre de la bague de laminage ( 9) et les autres points (M 5 et M 6) étant excentrés respectivement des distances Y et Z. Tête d'extrusion selon la revendication 4, caractérisée en ce que la bague de laminage ( 9) destinée à la répartition de la couche de matière synthétique comporte, dans sa face tournée vers le conduit d'amenée ( 8), un évi- dement annulaire 10.