Brevet FR2547237A1 — publié le 19841214

L'invention concerne une extrudeuse pour matières plastiques avec un carter cylindrique comprenant un arbre de vis sans fin entraîné en rotation et composé d'un noyau de vis et d'au moins une crête de vis d'une profondeur de filet prédéterminée, la profondeur du filet et l'angle d'hélice étant réglés différemment en fonction des zones variables sur la longueur de la vis sans fin, le carter présentant une ouverture de chargement avec augmentation de la profondeur du filet dans la zone d'ouverture de chargement, et la 10 zone d'ouverture de chargement étant, en outre, suivie d'une zone d'alimentation En général, la crête de la vis présente alors le même angle d'hélice dans la zone d'alimentation et dans la zone d'ouverture de chargement, Mais il est également possible de prévoir dans la zone d'alimentation un angle 15 d'hélice plus grand. Dans l'extrudeuse pour matières plastiques bien connue de ce genre (Schenkel "Kunststoff-Extrudertechnik", 1963, p 171, fig 5/72), la crête de la vis présente une profondeur de filet accrue non seulement dans la zone d'ouverture de chargement mais aussi dans la zone d'alimentation De ce fait, le noyau de la vis présente partout, dans la zone d'ouverture de chargement et dans la région de la zone d'alimentation, un diamètre essentiellement identique. Dans la zone d'alimentation, le carter est lisse en vue de 25 favoriser un débit important de ladite zone d'alimentation (Schenkel 1 c, p 104 à 113) En effet, des études analytiques ont démontré qu'un débit important de la zone d'alimentation pour une vitesse de rotation de travail prédéterminée peut être obtenu par une grande profondeur du 30 filet, un faible coefficient de frottement de la surface de la vis sans fin, un coefficient de frottement élevé de la paroi intérieure du cylindre et une adaptation de l'angle d'hélice aux valeurs effectives des coefficients de frottement La zone d'alimentation est dépourvue de rainures 35 étant donné que du fait de la grande profondeur du filet elles perdent leur rendement de transport, bien que de telles rainures dans la zone d'alimentation soient habituellement prévues dans d'autres modes de réalisation. Pour améliorer le débit dans la zone d'alimentation, il est connu dans la pratique de prévoir dans le carter, dans la région de l'ouverture d'alimentation, des poches supplémentaires plus ou moins en forme de croissant. Toutefois, selon les granulés chargés, cela n'apporte guère une amélioration notable du débit dans la zone d'alimentation et, par conséquent, de l'extrudeuse pour matièresplastiques dans son ensemble Il en est ainsi en particulier lorsque l'extrudeuse est munie, en plus, d'un retour dit de rognures. La présente invention a pour objet de perfectionner 10 une extrudeuse pour matières plastiques du genre précité en ce qui concerne son comportement d'alimentation, et cela pour les formes de granulés les plus diverses et même avec retour supplémentaire des rognures. Selon l'invention, ce but est atteint par le fait 15 que, dans la région de la zone d'alimentation, la crête de la vis présente une faible profondeur du filet qui est inférieure d'un facteur de 0,5 à 0,9 à celle de la zone d'ouverture de chargement, que le noyau de la vis présente, dans la zone de transition entre la région de l'ouverture de chargement et la zone d'talimentation, un raccord conique évasé dans le sens de l'éc Qulement et que le carter comprend, dans la zone d'alimentation et du côté alimentation, des rainures longitudinales dont la profondeur diminue dans le sens d'écoulement Par ailleurs, l'extrudeuse pour matières 25 plastiques est conçue conformément à la théorie admise pour la construction d'extrudeuse à une seule vis En particulier, elle peut être réalisée avec une vis à filets multiples. Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, la disposition est choisie de telle façon que l'arbre de vis 30 sans fin est réalisé, dans la région de l'ouverture de chargement ainsi que dans la zone d'alimentation, sous la forme d'une vis à un seul filet L'invention prévoit également un mode de réalisation dans lequel la zone d'ouverture de chargementest suivie en sens contraire de la direction 35 de transport d'une zone de retour de rognures dans la section de carter de laquelle dépasse l'arbre de vis sans fin, cette section de carter présentant une ouverture pour le retour des rognures réalisable, le cas échéant, au moyen d'une vis sans fin de retour, A ce propos, l'invention enseigne que la crête de la vis dans la région de retour des rognures présente une profondeur du filet qui correspond approximativement à la profondeur du filet dans la zone d'ouverture de chargement Selon le mode de réalisation 5 préféré de l'invention, la disposition est alors choisie de telle façon que, dans la région de retour des rognures, l'arbre de vis sans fin est réalisé sous la forme d'une vis à pas décroissant Cette mesure est bien connue en soi dans la pratique Il est également possible dans le cadre de 10 l'invention de disposer la deuxième crête de la vis de l'arbre de vis sans fin prévue dans la région de retour des rognures dans la zone d'ouverture de chargement. Dans l'ensemble, la conception dépend des problèmes particuliers qui doivent être résolus par la mise en oeuvre 15 d'une extrudeuse pour matières plastiques selon l'invention. Pour de vastes domaines, de bons résultats ont été obtenus avec un mode de réalisation qui est caractérisé par le fait que le noyau de vis sans fin forme, dans la zone d'alimentation, en face du canal de circulation du carter (considéré 20 comme étant exempt de rainures), une fente annulaire d'une épaisseur d 1 et, dans la zone d'ouverture de chargement ainsi que, le cas échéant, dans la zone de retour des rognures en dehors de l'ouverture ou des ouvertures en face de l'alésage dans le carter, une fente annulaire d'une 25 épaisseur d 2, d 1/d 2 se trouvant approximativement dans le rapport de 6/9, et la zone d'alimentation s'étendant sur une longueur d'environ 6 D, D indiquant le diamètre de l'arbre de vis sans fin (noyau de -vis plus crête). Les avantages obtenus résident dans le fait que, dans une extrudeuse pour matières plastiques selon l'invention, le débit est considérablement amélioré En effet, on obtient une amélioration du débit dans la zone d'alimentation d'environ 25 % et éventuellement même plus, bien entendu pour une vitesse de rotation de travail prédéterminée. La description qui va suivre, en regarddes dessins annexés à titre d'exemples non limitatifs, permettra de bien comprendre comment l'invention peut être mise en pratique. La figure i représente schématiquement une coupe longitudinale partielle du carter d'une extrudeuse pour matières plastiques selon l'invention avec arbre de vis sans fin. La figure 2 montre la représentation graphique d'une conception spécifique d'une extrudeuse pour matières plas5 tiques selon l'invention. L'extrudeuse pour matières plastiques représentée dans les dessins se compose fondamentalement d'un carter cylindrique 1 dans lequel se trouve un arbre de vis sans fin 2 entraîné en rotation Le mécanisme d'entraînement n'a 10 pas été représenté L'arbre de vis sans fin 2 se compose d'un noyau de vis 3 et d'au moins une crête de vis sans fin 4 d'une profondeur de filet prédéterminée La profondeur du filet T varie en fonction des zones qui diffèrent sur la longueur de la vis sans fin Il en est de même pour l'angle 15 d'hélice a, ce qui ne ressort cependant pas de la figure 1. Le carter i comporte une ouverture de chargement 5 qui définit une zone d'ouverture de chargement 6 Dans cette zone, la profondeur du filet T est augmentée A la zone d'ouverture de chargement 6 fait suite une zone d'alimenta20 tion 7 La disposition est choisie de telle façon que la crête de la vis sans fin 4 présente le même angle d'hélice a dans la zone d'alimentation 7 et dans la zone d'ouverture de chargement 6 Toutefois, la profondeur du filet T 1 dans la zone d'alimentation 7 est considérablement plus faible que dans la zone d'ouverture de chargement 6, à savoir elle y est inférieure d'un facteur de 0,5 à 0,9 Dans la zone de transition entre la zone d'ouverture de chargement 6 et la zone d'alimentation 7, le noyau de vis 3 présente un raccord conique 8 évasé dans le sens d'écoulement Dans la zone d'alimentation 7, le carter 1 est muni, du côté alimentation, de rainures longitudinales 9 dont la profondeur diminue dans le sens d'écoulement Dans l'exemple de réalisation et selon le mode de réalisation préféré de l'invention, l'arbre de vis sans fin 2 est conformé, dans la 35 zone d'ouverture de chargement 6 ainsi quedans la zone d'alimentation 7, en tant que vis sans fin à un seul filet. L'exemple de réalisation montre par ailleurs le mode de réalisation de l'invention dans lequel la zone d'ouverture de chargement 6 est suivie en sens opposé à la direction de transport d'une zone de retour des rognures 10 dans la section de carter il de laquelle dépasse l'arbre de vis sans fin 2 Cette section de carter il comporte une ouverture 12 pour le retour des rognures Dans la figure, cette ouverture 12 est indiquée en trait mixte pour un retour de rognures sans vis d'alimentation de retour, tandis que le mode de réalisation avec vis d'alimentation de retour 13 est représenté en trait continu On remarque que la crête de la vis sans fin 4 dans la zone de retour des rognures 10 présente 10 une profondeur du filet T 2 qui concorde pratiquement avec la profondeur du filet T dans la zone d'ouverture de chargement 6 Par ailleurs, dans l'exemple de réalisation, l'arbre de vis sans fin 2 est conformé dans cette zone en tant que vis sans fin à deux filets. La figure 2 montre la conception d'une extrudeuse pour matières plastiques selon l'invention sous la forme d'une représentation graphique qui indique en quelque sorte en abscisse la longueur d'une extrudeuse pour matières plastiques selon l'invention et, en ordonnée, l'épaisseur 20 en millimètres de la fente annulaire entre l'alésage du carter ou le canal de circulation 14 et le noyau de vis sans fin 3 Conformément aux habitudes, la longueur de l'extrudeuse pour matières plastiques est indiquée sur l'abscisse en multiples du diamètre D de l'arbre de vis sans 25 fin 2, On remarque que le noyau de vis sans fin 3 Aforme, dans la zone d'alimentation 7 et en face du canal de circulation 14 considéré conmme étant exempt de rainures, une fente annulaire d'une épaisseur d 1 et, dans la zone d'ouverture de chargement 6 ainsi que dans la zone de retour de 30 rognures 10 non indiquée, à savoir ici à l'extérieur des ouvertures et en face du canal de circulation 14 dans le carter 1, une fente annulaire d'une épaisseur d 2, le rapport d 1/d 2 étant approximativement de 0,66 La longueur de la zone d'alimentation 7 est d'environ 6 D La représentation 35 graphique indique également les rainures et le raccord conique 8 évasé. REVENDICATIONS 1 Extrudeuse pour matières plastiques avec carter cylindrique comprenant un arbre de vis sans fin entraîné en rotation et composé d'un noyau de vis sans fin et d'au moins 5 une crête de vis d'une profondeur de filet prédéterminée, la profondeur du filet et l'angle d'hélice étant réglés différemment en fonction des zones variables sur la longueur de la vis sans fin, le carter présentant une ouverture de chargement avec augmentation de la profondeur du filet dans 10 la zone d'ouverture de chargement, et la zone d'ouverture de chargement étant, en outre, suivie d'une zone d'alimentation, caractérisée par le fait que la crête de vis dans fin ( 4) présente, dans la région de la zone d'alimentation ( 7), une faible profondeur du filet (T 1) inférieure d'un facteur 0,5 à 0,9 à celle de la zone d'ouverture de chargement ( 6), que le noyau de vis sans fin ( 3) présente, dans la zone de transition entre la zone d'ouverture de chargement ( 6) et la zone d'alimentation ( 7), un raccord conique ( 8) évasé dans le sens d'écoulement, et que le carter ( 1) est muni, dans 20 la zone d'alimentation ( 7) et du côté alimentation, de rainures longitudinales ( 9) dont la profondeur diminue dans le sens d'écoulement. 2 Extrudeuse pour matières plastiques selon la revendication 1, caractérisée par le fait que, dans la zone 25 d'ouverture de chargement ( 6) ainsi que dans la zone d'alimentation ( 7) l'arbre de vis sans fin ( 2) est conformé en vis sans fin à un seul filet. 3 Extrudeuse pour matières plastiques selon l'une des revendications 1 ou 2 dans un mode de réalisation dans lequel la zone d'ouverture de chargement est suivie en sens opposé de la direction de transport d'une zone de retour de rognures dans la section de carter de laquelle dépasse l'arbre de vis sans fin, cette section de carter présentant au moins une ouverture pour le retour des rognures réalisable, 35 le cas échéant, au moyen d'une vis de retour, caractérisée par le fait que, dans la zone de retour de rognures ( 10), la crête de la vis sans fin ( 4) présente une profondeur de filet (T 2) qui correspond approximativement e la profondeur de filet (T) dans la zone d'ouverture de chargement ( 6). 4 Extrudeuse pour matières plastiques selon la revendication 3, caractérisée par le fait que, fdans la zone de retour de rognures ( 10), l'arbre de vis sans fin ( 2) est conformé en vis sans fin à deux filets. Extrudeuse pour matières plastiques selon la revendication 4, caractérisée par le fait que la deuxième crête de vis (a) de l'arbre de vis sans fin ( 2) prévue dans la zone de retour de rognures ( 10) est également disposée 10 dans la zone d'ouverture de chargement ( 6). 6 Extrudeuse pour matières plastiques selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée par le fait que le noyau de vis sans fin ( 3) forme, dans la zone d'alimentation ( 7) en face du canal de circulation ( 14)du 15 carter ( 1) (considéré comme étant exempt de rainures), une fente annulaire d'une épaisseur d 1 et, dans la zone d'ouverture de chargement ( 6) ainsi que, le cas échéant, dans la zone de retour de rognures ( 10) en dehors de l'ouverture ou des ouvertures ( 12) en face de l'alésage du carter ( 1), une fente annulaire d'une épaisseur d 2 d 1/d 2 présentant approximativement le rapport de 6/9 et la zone d'alimentation ( 7) s'étendant sur une longueur d'environ 6 D si D indique le diamètre de l'arbre de vis sans fin ( 2) (noyau de vis sans fin ( 3) plus crêtes de vis ( 4)).