Brevet FR2529827A1 — publié le 19840113

L'invention se rapporte à des presses à extruder destinées à malaxer et extruder des mélanges de caoutchouc ou de matière plastique, comprenant une vis qui tourne dans un corps cylindrique et des tiges qui sont montées dans la paroi du corps et font saillie en porte-à-faux dans le vo- lume intérieur de ce corps, entre le- filets de la vis. Les tiges, qui servent à diviser et à tourner le courant de pâte directement dans lespassages grâce à de nombreuses turbulences dans l'écoulement qui, autrement, serait essentiellement laminaire, et qui servent de cette façon, à assurer un malaxage plus intensif de la matière, sont généralement disposées en plusieurs plans radiaux répartis sur la longueur du corps de la presse, avec une disposition en étoile dans chaque plan Les presses à extruder munies de tels corps à vis, qui sont désignées dans la pratique par les termes de "cylindres à tiges" ou de "cylindres mélangeurs à courants transversaux", se sont totalement imposées en utilisation et les objectifs de meilleure homogénéité qu'on en attendait dans la production des profilés excrudés ont été entièrement atteints Toute- fois, en service, on a observé avec surprise de très fré- quentes ruptures de -_;es qui, dans la plupart des cas, entraînaient encore d'eutres dégâts consécutifs Etant donné qu'au début de l'opération de malaxage et de mélange, la pâte à extruder est encore relativement tenace et peu fluide, ce sont les tiges situées dans la région d'entrée des presses qui sont les plus menacées, de sorte que, en raison de la pression particulièrement forte du courant de pâte plastique, c'est de préférence dans cette région qu'il se produit des ruptures de tiges Pendant le transport de cette pâte vers la filière de la presse, les morceaux de tiges métalliques brisées, entraînés dans la masse, engen- drent des dégâts encore plus graves sur les tiges placées en aval ainsi que sur lavis, les parois du corps et la filière de la presse Les conséquences néfastes se mani- festent encore à l'extérieur de la presse à extruder, sur d'autr-, éléments de l'installation situés en aval de la presse, comme, par exemple, les rouleaux des calandres. Etant donné que les tiges ne sont engagées qu'avec un faible jeu latéral dans des échancrures des filets spécia- lement prévus pour les recevoir, il suffit d'une faible déformation, qui précède la rupture, pour mettre ces tiges en contact direct avec les filets de la vis et, sous cet effet, soit de les briser totalement, soit de déformer ou de briser au moins les filets de la vis Dans tous les cas, ceci entraîne inévitablement des travaux de réparation longs et coûteux Toutes les tentatives visant à supprimer le risque de ruptiue en donnant aux tiges une forme particulière se sont malheureusement avérées sans succès jusqu'à présent. L'invention se donne pour but de détecter la rupture et même toute déformation excessive des tiges dès le stade initial et de signaler cette rupture précocement, par un signal transmis à l'extérieur ou, au contraire, d'utiliser ce signal pour arrêter le moteur d'entraînement. Pour résoudre ce problème, les presses à extruder du genre décrit au début sont caractérisées selon l'invention par le fait qu'au moins les tiges disposées dansla région d'en- trée des presses sont munies d'insertions, intercalées dans un circuit électrique extérieur de surveillance, isolées des tiges et faites d'une matière dont la résis- tance électrique varie en reponse aux déformations En variante, on pourrait prévoir, à la place de conducteurs électriques, des fibres conductrices de la lumière, exerçant un effet sensiblement analogue, intercalées dans un circuit de surveillance extérieure et dont la _ O conductibilité optique varie en réponse aux déformations. Les insertions s'étendent avantageusement depuis l'extré- mité extérieure des tiges, qui est la plus éloignée du corps jusque dans le segment terminal intérieur de ces tiges, qui fait saillie dans le volume intérieur du corps et chaque insertion est avantageusement logée dans un trou borgne central de la tige, qui s'ouvreà l'extrémité extérieure de cette tige Afin de permettre un raccordement direct au circuit de surveillance comme on le souhaite, il est avanta- geux que, selon une caractéristique de l'invention, les insertions renferment un conducteur électrique ou optique qui forme une boucle à deux fils Compte tenu de l'exigence fondamentale de transparence optique, les fibres conductrices de lumière n'offrent pas un grand choix en ce qui concerne leur matière Au contraire, dans le cas d'éléments conduc- teurs de l'électricité, il se révèle avantageux que, selon une autre caractéristique importante de l'invention, les insertions comprennent unconducteur fabriqué à partir d'une matière beaucoup plus cassante que les métaux, telle que, par exemple, le graphite ou une matière composite formée de particules, et noyé dans un masse de verre, de céramique ou d'une matière plastique isolante de l'électricité. L'invention apporte la possibilité de détecter fiablement les ruptures de tiges au moment o elles se pro- duisent et de prendre à temps les mesures préventives avant l'apparition de dégâts consécutifs plus graves, ou encore de mettre à l'arrêt l'entraînement de la presse dès qu'il se produit une déformation relativement forte des tiges, et d'éviter ainsi totalement la rupture des tiges menacées. Bien qu'elle n'ait aucune influence sur le comportement de résistance mécanique des tigesl'invention crée les conditions nécessaires pour éviter les dégâts secondaires redoutés qui, comme le montre l'expérience, sont beaucoup plus graves et de limiter les réparations qui sont de toute façon néces- saires au simple remplacement des tiges défectueuses. L'impulsion électrique ou optique déclenchée en cas d'avarie peut être transformée à l'aide de moyens connus en un signal d'alarme audible et/ou visible, ou encoreelle peut être directement utilisée pour la mise à l'arrêt de l'entraînement de la presse L'invention n'est pas limitée à l'utilisation de moyens de transmission, éléments de commutation, ou organes de commande déterminés et elle n'est pas non plus limitée à un système de surveillance préféré Au contraire, on peut sans sortir du cadre de l'invention, se servir d'une transmission électrique, photoélectrique, inductive, capacitive ou de n'importe quelle autre transmission possible,selon ce qui paraîtra avantageux et selon les conditions existartes, et même faire intervenir dans certains cas des fluides sous pression comressibles ou incompressibles. L'invention est illustrée sur le dessin annexé par la représentation schématique d'un exemple de réalisa- tion Sur ce dessin, la figure 1 est une coupe transversale du corps à tiges d'une presse à extruder, prise dans le plan de pas -'une couronne de tiges; la Figure 2 représente une tige à plus grande éch'elle et en coupe longitudinale. La presse à extruder représentée renferme, dans un corps cylindrique 3 muni d'une chemise de refroidissement 4 X une vis 5 montée rotative et entraînée, et dont les pales formant filets, en coopérant avec la paroi du corps qui les entoure, exercent simultanément un effet d'homogénéisation et un effet de refoulement sur le mélange plastique travaillé. La cherise de refroidissement 4 pren:d appui sur le corps 3 par l'intermdiaire de nervures non représentées et elle forme avec ce corps un volume annulaire qui peut éventuel- lerenr-: être subdivisé et dans lequel on fait circuler un liauide ide refroidissement à l'aide demoyens également non représentés. Dans la chambre de travail 13 du corps 3 qui est parcourue par le mélange, font saillie des tiges 6, réparties en plusieurs plans qui se succèdent à un certain écartement et, dans chaque plan, ces tiges sont également réparties sur la circonférence, et séparées par des intervalles angu- laires; ces tiges sont montées dans des montures 7 et on peut les régler de l'extérieur dans la direction radiale par rapport à la vis 5, au moyen d'écrous de réglage 8, vissés sur leur extrémité libre Les montures 7 sont encastrées dans des perçages de la chemise de refroidisse- ment 4 et étanchées contre les fuites de liquide de re- froidissement à l'aide de garnitures d'étanchéité appro- priées, non représentées Les presses à extruder équipées de tels cylindres à tiges sont connues en soi et il n'est donc pas nécessaire d'en donner d'autres explications dans le cadre de l'exposé de l'invention. Comme le montre la représentation d'une tige isolée donnée sur la figure 2,chaque tige 6 est munie d'un trou borgne central 16 qui part de l'extrémité filetée de la tige et s'étend, sur presque toute la longueur de celle-ci, jusque dans la région Je l'extrémité inférieure dirigée vers la vis 5,, ce trou étant destiné à recevoir des inser- tions 9 conductrices de l'électricité ou de la lumière. Dans le cas considéré, les insertions, qui remplissent pratiquement totalemen Le trou 16 sont composées d'un conducteur électrique, noyé dans une masse de verre 19 et qui forment une bouc Le à deux fils Le conducteur 10 est constitué, par exemple, par un fil de charbon ou de graphite ou il est réalisé en une matière composite particulaire, produite par frittage, ou en une autre matière d'une fra- gilité analogue, et il se termine par deux bornes de con- nexion extérieures 11 à laide desquelles il peut être intercalé électriquement dans un circuit de surveillance 12. Dans l'exemple de réalisation représenté sur la figure 1, - le circuit 12 comprend une source de courant continu 14 à laquelle les tiges 6 d'un même segment de la presse sont connectées en série par l'intermédiaire d'un instrument d'affichage et de réglage 17. Aussi longtemps que les conducteurs 10 contenus dans les insertions 9 de toutes les tiges 6 sont intacts, le circuit est également intact et l'affichage reste éteint. Si, au contraire, l'une des tiges se brise ou se déforme ex- cessivement, la ré stance intérieure du conducteur 10 in- téressé varie -égalie ent, et peut même atteindre une valeur infinie dans les cas extrêmes, de sorte que l'instrument 17 déclenche un signal et que, en même temps, le moteur d'en- tra Inement (non représenté) de iapresse à extruder est mis à l'arrêt par l'intermédiaire d'un relais amplificateur 18 (flèche 20) La tige défectueuse peut alors être rempla- cée aussitôt, avant qu'il ne se manifeste des dégâts consé- cutifs graves. REVENDICATIONS 1 Presse a extruder destinée & malaxer et ex- truder des mélanges de caoutchouc et de matière plastique, comprenant une vis montée rotative dans un corps cylindrique et des tiges qui sont montées dans la paroi du corps et font saillie en porte-à-faux dans le volume Intérieur de ce corps, entre les filets de la vis, caractérisé en ce qu'au moins les tiges ( 6) associées A la région d'entrée de la presse sont munies d'insertions ( 9), intercalées dans un circuit électrique de surveillance extérieur ( 12), isolées des tiges et faites d'une matière dont la r 6 sis- tance électrique varie en réponse aux d&fornstions. 2 Presse a extruder pour le malaxage et l'ex- trusion de mélanges de caoutchouc et de matière plastique, comprenant une vis montée rotative dans % corps cylindrique et des tiges qui sont montées dans la paroi du corps et font saillie en porte-à-faux dans le volwue intér Xeur de ce corps, entre les filets de la vis, caractérisée en ce qu'au moins les tiges ( 6) associées A la région d'entrée de la presse sont munies d'insertions renfermant des fibres conductrices de lumière et intercalées dans un circuit de surveillance extérieur et dont la conductibilité optique varie en réponse aux déformations. 3 Presse a extruder selon l'une des:revend Lca- tions 1 et 2, caractérisée en ce que les insertions ( 9) s'étendent depuis l'extrémité extérieure des tiges ( 6) qui est la plus éloignée du corps ( 3) jusque dans le segment terminal intérieur de ces tigîçQ qui fait saillie dans le volume intérieur ( 13) du corps. 4 Presse à extruder selon la revendication 3, caractérisée en ce que chaque insertion ( 9) est logée dans un trou borgne central ( 16) de;la tige ( 6), qui s'ouvre l'extrémité extérieure de cette tige. Presse à extruder selon l'une quelconque des revendications 1 A 4, caractérisée en ce que les insertions ( 9) renferment un conducteur électrique ou optique ( 10) qui forme une boucle à deux fils. 6 Presse à extruder selon la revendication 5, caractérisée en c que les insertions ( 9) renferment un con- ducteur électrique ( 10) fait d'une matière beaucoup plus fragile que les métaux, par exemple, de graphite ou d'une matière composite particulaire, ce conducteur étant noyé dans une masse de verre, de céramique ou d'une matière plastique isolante de l'électricité ( 19).