Brevet FR2545034A1 — publié le 19841102

La présente invention concerne un procédé pour contrôler la fabrication de profilés se composant d'un ou plusieurs mélanges de caoutchouc ou de matières thermoplastiques au moyen d'une tête d'extrusion qui est alimentée par une ou plusieurs extrudeuses et qui comporte à sa sortie une plaque d'extrusion correspondante; l'invention concerne également ne machiné d'extrusion pour la mise en oeuvre du procédé défini ci-dessus. Un dispositif de fabrication de bandes de roulement à partir de deux mélanges caoutchoutés diffé- rents est connu d'après le brevet DE-22 01 631 Deux presses à vis sans fin différentes et disposées l'une au-dessus de l'autre opèrent dans une tête d'injection dans laquelle la matière est réunie et éjectée sous forme d'une bande de roulement (cf également le brevet US-2 382 177). La bande de roulement extrudée passe sur une bascule de mesure de poids imposé à bande (la quantité se trouvant sur une bande transporteuse en rotation est pesée) et, dans le cas d'écarts par rapport au poids imposé, la vitesse de décharge de la bande de roulement est augmentée dans le cas d'un poids trop élevé, afin d'obtenir une réduction de poids par un allongement. En pratique par conséquent, des installa- tions de fabrication de bandes de roulement fonctionnent avec un débit légèrement augmenté et la bande de roulement extrudée est amenée à son poids imposé par une légère aug- mentation de la vitesse de décharge (par rapport à la vi- tesse de sortie de la bande de roulement hors de la filière), c'est-à-dire par un allongement. Une telle régulation offre comme possibilité simplement un certain allongement de la bande de roulement extrudée par une augmentation ou une réduction de la vitesse de décharge, auquel cas il faut prendre la vitesse de sortie de la bande de roulement hors de la filière 25450 ? 4 comme la vitesse minimale du dispositif de décharge de bande de roulement, qui ne doit pas être dépassée en vue de la régulation de l'épaisseur du profilé. Un tel système de régulation par une bascule à bande de mesure de poids imposé fonctionne trop lente- ment Lorsque la bascule établit Dar exemple un poids trop élevé de la bande de roulement, déjà un très long tronçon de la bande de roulement est inutilisable et, jusqu'à la correction du défaut, il passe une très grande quantité de matière à rebuter. Le plus gros inconvénient consiste cependant en ce qu'une bascule à bande ne paut mesurer que la somme des capacités d'extrusion, sans qu'on puisse déterminer en aucune manière la capacité individuelle des extrudeuses. Lorsque l'extrudeuse inférieure, qui assure par exemple l'injection de la matière des flancs d'un pneumatique de véhicule, produit une trop grande quantité de matière de rebut, c'est-à-dire lorsque la bascule à bande mesure une quantité trop importante de matière O la vitesse de décharge est augmentée. Par ce moyen, on atteint à nouveau au bout d'un certain temps le poids imposé de la bande de roule- ment, mais cependant au détriment du second mélange sor- tant de l'extrudeuse supérieure, par exemple la surface de roulement du pneumatique. Il se produit ainsi, malgré le maintien du poids imposé de la bande de roulement, des conditions absolument différentes des divers mélanges, qui peuvent conduire à un affaiblissement important du pneumatique. Du fait que les bandes de roulement classiques pour des pneumatiques se composent de trois mélanges dif- férents ou plus, une régulation de la bande de roulement au moyen d'une bascule à bande conduit, même dans le cas d'un fonctionnement correct, à des résultats qui ne sont pas admissibles en ce qui concerne les conditions de poids des différents mélanges entre eux. On a dû par conséquent trouver une solution à l'aide de laquelle aussi bien la quantité totale de la bande de roulement que les quantités des différents mé- langes caoutchoutés réunis dans la tête d'injection sous forme d'une bande de roulement puissent être contrô- lées et commandées. L'invention a pour but de créer un procédé, et une machine appropriée pour la mise en oeuvre du pro- cédé, au moyen desquels les différentes parties (surface de base, surface de roulement, flancs) d'une bande de roulement ou d'un autre profil puissent Atre explorées en ce qui concerne leurs quantités. En outre, on doit pouvoir réagir très rapi- dement à une réduction ou à une augmentation de la quan- tité des mélanges individuels extrudés, par exemple de façon à modifier lesquantitésdébitêées par les extfrudeuses inrdividuelles Ainsi, conformément à la présente invention, le procédé est caractérisé en ce que le profilé se compo- sant de plusieurs mélanges et sortant de la tête d'extrusion est exploré après son processus de gonflement immédia- tement à la sortie de la filière au moyen de* disposi- tifs de mesure d'espacement, en ce que, lors d'écarts entre l'espacement mesuré et une valeur de consigne, on agit sur la vitesse de rotation de la vis sans fin corres- pondante d'une extrudeuse individuelle extrudant- cette partie du profil, en ce que, lors d'un dépassement par défaut de la valeur de consigne, la vitesse de rota- tion de la vis sans fin est augmentée en correspondance alors que, lors d'un dépassement par excès de la valeur de consigne, la vitesse de rotation de la vis sans fin est réduite en correspondance. Selon une autre particularité du procédé, le profilé extrudé est exploré sur les deux côtés ainsi qu'en haut et en bas. Selon une particularité de la machine pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention: il est prévu entre la sortie de filière et un dispositif de soutien du profil sortant, à une dis- tance d'espacement présélectionnée du profil, des dis- positifs de mesure d'espacement qui sont reliés à un régulateur qui est lui-même relié aux mécanismes d'en- trainement des différentes extrudeuses alimentant la tête d'extrusion. Selon d'autres particularités de la machine conforme à l'invention: a) les dispositifs de mesure d'espacement sont agencés sous forme de capteurs pneumatiques de pression dynamique; b) les dispositifs de mesure d'espacement sont agencés sous forme d'émetteurs et de récepteurs d'ultrasons; c) un dispositif de mesure d'espacement est à chaque fois associé, avec interposition du régulateur, à un entraînement d'extrudeuse; d) les dispositifs de mesure d'espacement sont fixés sur les plaques d'extrusion ou sur la tête d'extrusion en pouvant être déplacés radialement par rapport au profil et être bloqués en position. e) le dispositif de soutien du profil sortant est agencé sous forme d'un rouleau. Par l'exploration des différents côtés du profil extrudé sous forme d'une bande d'extrusion au noyen d'un dispositif de mesure d'espacement, qui est placé directement entre un rouleau de soutien et la sortie de filière, on établit sans contact et immédiatement lorsque le côté correspondant est plus mince ou plus épais, c'est-à-dire lorsque l'extrudeuse correspondante a un débit trop faible ou trop fort. -25450 C 4 Le dispositif de soutien du profil sortant empêche qu'un allongement du profil sortant se produise sous l'effet de la force de gravité, ce qui pourrait altérer les ré- sultats de mesure. On peut alors agir très rapidement sur le débit d'extrudeuse en modifiant la vitesse de rotation de la vis sans fin Il ne se produit pratiquement aucun temps mort, car les canaux de f luage dans la tête d'ex- trusion sont courts et que du caoutchouc, d'une façon semblable à un liquide hydraulique, ne peut pratiquement pas être comprimé. Le degré de modification de débit, c'est-à- dire de modification de la vitesse de rotation de vis sans f in, est seulement très faible Lors de la mise en route de l'installation, on fait initialement sortir le profil désiré en tenant compte de l'épaisseur des différents composants Ce n'est que lorsque les trois composants du mélange ont atteint l'épaisseur correcte que les dispositifs de mesure d'espacement sont bloqués à une distance déterminée du profil et que l'espacement alors mesuré est introduit comme valeur de consigne dans un régulateur La mesure d'espacement peut être effectuée par exemple à l'aide d'un capteur pneumatique de pression dynamique, à l'aide d'ultrasons ou analogues. Le régulateur est alors programmé de manière que, lors de l'utilisation d'un capteur pneumatique de pression dynamique et lorsqu'on a établi un écart de pression, par exemple en cas de baisse de pression (qui se produit lorsque la distance d'espacement entre le capteur de pression dynamique et le profil passant en dessous augmente), la vitesse de rotation d'extrudeuse est augmentée. Par augmentation de la vitesse de rotation d'extrudeuse, le débit est augmenté et l'épaisseur cor- respondante du profil est à nouveau adaptée à la valeur de consigne, 4 5 U ? 4 Lorsque l'espacement diminue, c'est-à-dire lorsque la pression dynamique augmente, la vitesse de rotation de la vis sans fin associée au capteur de pression dynamique correspondant est légèrement réduite de sorte qu'il sort moins de matière et que la pression dynamique d'espacement, et par conséquent le dimension- nement du profil, reviennent à nouveau a leur valeur de consignez Du fait que par exemple à l'aide d'un cap- teur de pression dynamique il est possible de détecter des espace-ments de 0,1 mm, on effectue un contrôle ex- trêmement précis, auquel cas on exploite intégralement les avantages des capteurs de pression dynamique, à savoir: sécurité de fonctionnement également en cas de fort degré d'encrassement, maintien intégral de la sécurité de fonctionne- ment pour des températures environnantes élevées, insensibilité à des influences magnétiques et à dès ondes sonores. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la suite de la description, donnée à titre d'exemple non limitatif, et sur les dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est une coupe longitudinale d'une installation d'extrusion de profil montrant la bande profilée obtenue à la sortie; la figure 2 est une coupe longitudinale de la tête, montrant le circuit de régulation associé; la figure 3 est une coupe d'un profil extrude, mettant en évidence les capteurs de pression dynamique. On a désigné par 1 la tête d'extrusion qui se compose d'une partie supérieure 2, d'une partie in- férieure 3 et d'une partie centrale fixe 4. Dans la tête sont disposés des canaux de fluage 5 pour une extrudeuse 8 comportant un dispositif d'entraînement 21, des canaux de fluage 6 pour une ex- trudeuse 9 comportant un dispositif d'entraînement 20 et des canaux de fluage 7 pour une extrudeuse 10 com- portant un dispositif d'entraînement 19. Dans la coupe longitudinale représentée sur la figure 2, on voit qu'il est prévu immédiatement entre le rouleau de décharge 23 placé aussi près que possible à la sortie de filière et la sortie de filière 22, des capteurs de pression dynamique 12 et 13 qui sont reliés à un régulateur 18 Un rouleau de soutien 23 empêche un allongement du profil 11. Le régulateur 18 est également relié aux dispositifs d'entraînement 19, 20 et 21 des extrudeuses 8, 9 et 10. Les capteurs de pression dynamique 12 à 15 peuvent également être disposés sur la plaque d'extrusion ou sur un autre composant de la tête d'extrusion Il est seulement important que les capteurs de pression dynamique soient disposés directement à la sortie de filière, en un endroit o la barre profilée sortante a précisément terminé son processus d'expansion - Le degré d'expansion de la bande profilée est fonction de la viscosité du mélange extrudé et des proportions pondérales relatives des différents mélanges. L'installation est mise en route de la façon suivante: Les trois extrudeuses 8, 9, 10 sont alimentées avec les mélanges correspondants et sont mises en route. La bande profilée il sortant de la pièce d'embouchure est contrôlée en ce qui concerne sa section droite et les trois composants du mélange et, par une augmentation ou une réduction de la vitesse de rotationdes vis sans fin correspondante, c'est-à-dire du débit correspondant - de sortie des différents mélanges, elle est amenée à son épaisseur de consigne. Ensuite, les capteurs de pression dynamique 13 à 15 sont déplacés jusqu'à une distance déterminée d'espacement relativement faible par rapport au profil 11 et ils sont bloqués en position. Ensuite, l'espacement ou la pression dyna- mique des jets d'air sortants sontmesurés et la pression obtenue ainsi pour ce profil particulier est introduite comme pression de consigne dans le régulateur 18. Simultanément le régulateur 18 est programmé de telle sorte que, pour de faibles écarts de pression, par exemple 2 millibars, il se produise déjà une légère action surla vitesse de rotation de vis sans fin pour ramener la pression à la valeur de consigne On peut facilement déterminer par des essais de combien le débit de l'extrudeuse correspondante doit être augmenté pour revenir à la valeur de consigne du profil. En cas de baisse de la pression du capteur de pression dynamique, il se produit par exemple une augmentation des distances d'espacement 16 ou 17 Le régulateur 18 augmente ainsi légèrement la vitesse de rotation des vis sans fin des extrudeuses 8 ou 9 pour pouvoir ramener le profil 11 à l'épaisseur de consigne. A l'aide du procédé et du dispositif con- formes à l'invention, il est par conséquent possible de faire fonctionner une telle installation d'une manière complètement automatique, et on fait en sorte notamment que l'épaisseur et les dimensions des dif- férents composants du profil puissent être réglées d'une manière très précise et correcte sans qu'il soit nécessaire de faire intervenir à cet effet un système compliqué à bascule à bande ou analogue. REVENDICATIONS 1 Procédé pour contrôler la fabrication de profilés se composant d'un ou plusieurs mélanges de caoutchouc ou de matières thermoplastiques au moyen d'une d'une tête d'extrusion, qui est alimentée par une ou plusieurs extrudeuses et qui comporte à sa sortie une pla- que d'extrusion correspondante, caractérisé en ce que le profilé se composant de plusieurs mélanges et sortant de la tête d'extrusion est exploré après son pro- cessus de gonflement immédiatement à la sortie de la filière au moyen de dispositifs de mesure d'espacement, en ce que, lors d'écarts entre l'espacement mesuré et une valeur de consigne, on agit sur la vitesse de ro- tation correspondante de la vis sans fin d'une extru- deuse individuelle extrudant cette partie du profil en ce que, lors d'un dépassement par défaut de la valeur de consigne, la vitesse de rotation de la vis sans fin est augmentée en correspondance alors que, lors d'un dépassement par excès de la valeur de con- signe, la vitesse de rotation de la vis sans fin est réduite en correspondance. 2 Procédé selon la revendication 1, ca- ractérisé en ce que le profil extrudé est exploré des deux côtés et en haut et en bas. 3 Dispositif 'extrusion pour la mise en oeuvre du procédé en vue de la fabrication de profils à partir d'un ou plusieurs mélanges decaoutchouc ou de matières plastiques, se composant d'une ou plusieurs extrudeuses opérant dans une -tête d'extrusion et d'une filière placée à la sortie de la tête d'extrusion, caractérisé en ce qu'il est prévu, entre la sortie de buse et un dispositif de soutien du profil sortant, à une distance présélectionnée ( 16, 17) du profil ( 11), des dispositifs de mesure d'espacement ( 12, 13, 14, 15), en ce que les dispositifs de mesure d'espacement ( 12, 13, 14, 15) sont reliés à un régulateur ( 18) et en ce que le régulateur ( 18) est relié aux dispositifs d'en- tralnement ( 19, 20, 21) des différentes extrudeuses ( 8, 9, 10) alimentant la tête d'extrusiono 4 Dispositif d'extrusion selon la revendica- tion 3, caractérisé en ce que les dispositifs de mesure d'espacement ( 12, 13, 14, 15) sont agencés sous forme de capteurs pneumatiques de pression dynamique. Dispositif d'extrusion selon la revendica- tion 3, caractérisé en ce que les dispositifs de mesure d'espacement ( 12, 13, 14, 15) sont agencés sous forme d'émetteurs et de récepteurs d'ultrasons. 6 Dispositif d'extrusion selon la revendica- tion 3, caractérisé en ce qu'à chaque fois un appareil de mesure d'espacement est associé à un dispositif d'entratnement d'extrudeuse avec interposition du régulateur. 7 Dispositif d'extrusion selon la revendica- tion 3, caractérisé en ce que les dispositifs de mesure d'espacement ( 1315) sont fixés sur la tête d'extrusion ( 1) ousur lesplaques d'extrusion ( 22) enpouvant être déplacés par translation radiale par rapport au profil et être bloqués en position. 8 Dispositif d'extrusion selon la revendica- tion 3, caractérisé en ce que le dispositif de soutien du profil sortant, est agencé sous forme d'un rouleau ( 23).