Brevet FR2554019A1 — publié le 19850503

SYSTEME D'EXTRUSJON DE MATIERES EN COUCHES A EPAISSEURS CONSTANTES ET REGLABLES La présente invention concerne un système d'extrusion de matière en couches à épaisseurs constantes et réglables. Une extrusion de matières naturelles ou synthétiques en une ou plusieurs couches sur des supports mobiles tels que tiges, fils métalliques, câbles électriques, est déjà connue. Les extrudeuses connues permettent par un réglable de la vitesse de leur vis de propulsion de matière, c'est-à-dire un réglage de leur débit d'extrusion, d'obtenir d'une manière satisfaisante, pour une vitesse donnée du support mobile, une épaisseur voulue de matière extrudée, quand il s'agit d'une extrusion à une seule couche. Dans le cas d'un support tel qu'un câble électrique revêtu de plusieurs couches de matières différentes dont les épaisseurs sont prédéterminées pour répondre à des caractéristiques électriques, mécaniques et dimensionnelles exigées, le revêtement de ce câble se fait habituellement soit par une extrusion successive de matière, couche par couche, au moyen d'une extrudeuse à tête d'extrusion monocouche soit par une extrusion simultanée de plusieurs couches, au moyen d'un système d'extrusion connu à tête d'extrusion multicouche.Jusqu'à présent de bons résultats sont obtenus avec des extrudeuses connues à tête d'extrusion monocouche par extrusion successive de matière (bien que celle-ci ait l'inconvénient d'être longue). par contre des résultats irréguliers, non satisfaisants et parfois mauvais sont enregistres avec des systèmes d'extrusion connus à tête d'extrusion multicouche.Dans les câbles électriques réalisés avec un système d'extrusion connu à tête d'extrusion multicouche, certains sont obtenus avec leur dimension extérieure exigée mais les épaisseurs imposées de leurs différentes couches ne sont pas respectées, certains autres n'ont ni leur dimension extérieure demandée ni les épaisseurs exigées de leurs différentes couches, et d'autres ont sur leur longueur tantôt des tronçons conformes aux exigences demandées tantôt des tronçons présentant des défauts dimensionnels inaceptabies. Ces résultats sont fréquemment dus à une grande difficulté de contrôle des épaisseurs de couches de matières durant une extrusion simultanée de ces couches. La présente invention ayant pour but d'éviter ces inconvénients, permet de réaliser un système d'extrusion de matière en couches à épaisseurs constantes sur toute la longueur de leur support, et réglables. Selon l'invention, un système d'extrusion de matières en couches à épaisseurs constantes et réglables sur un support mobile, ayant des vis de propulsion et des entrées pour matière, propres à chacune de ces matières, comprend au moins, pour chacune des matières, un ensemble de dosage assurant une alimentation en continu en cette matière, de l'entrée correspondante pour cette matière suivant un débit en poids, égal au débit en poids d'eAtrudat opéré par le système d'extrusion pour réaiiser sur un support mobile une couche de cette matière à une épaisseur constante choisie, et un ensemble d'asservissement du système d'extrusion réalisant un ajustement de la vitesse de la vis de propulsion de cette matière afin de conserver l'égalité entre ces deux débits en poids de matière et d'extrudat. Pour mieux faire comprendre l'invention on décrit ci-après un certain nombre d'exemples de réalisation dont l'un est illustré dans le dessin ci-annexé. Ce dessin représente une vue synoptique d'un système d'extrusion de matières en couches à épaisseurs constantes et réglables, réalisé selon l'invention. Ce système 1, ayant des vis de propulsion et des entrées pour matière, propres à chacune de ces matières utilisées dans le dépôt simultané de plusieurs couches de matières sur un long support mobile 4 à section transversale uniforme comprend pour chacune de ces matières un ensemble de dosage 2, 3 assurant une alimentation en continu en cette matière, de l'entrée correspondante 5, 6 pour cette matière suivant un débit en poids ou ponderal, égal au débit en poids ou ponderal de l'extrudat opéré par le système d'extrusion I pour réaliser une couche de cette matière à une épaisseur constante choisie, et un ensemble d'asservissement de ce système l réalisant un ajustement de la vitesse de la vis 9, 10 de propulsion de cette matière afin de conserver l'égalité entre ces deux débits en poids de matière et d'extrudat. Dans l'exemple illustré, le système d'extrusion 1 déposant simultanément deux couches de matières sur un support mobile 4 comprend deux entrées 5, 6 pour matières 7, 8 deux vis 9, 10 de propulsion de matières, à vitesse réglables au moyen de deux boîtes Il, 12 de commande de vitesses. Pour une section transversale uniforme donnée de support mobile 4 tel qu'un câble électrique et pour une épaisseur prédéterminée d'une couche d'une matière de densité donnée, une masse linéique de cette couche de matière est représentée par le résultat d'une multiplication du volume d'une unité de longueur de cette couche par la densité de la matière constituant celle-ci.Pour une vitesse donnée de défilement du support mobile 4, le débit indispensable d'extrudat en cette matière opéré par l'extrudeuse 2 pour un dépôt sur le support 4 est obtenu par un réglage de la boîte de commande de vitesse de la vis correspondante de propulsion de matière pour réaliser une couche de matière à une épaisseur constante choisie. Pour une vitesse constante de défilement du support mobile 4, le débit d'extrudat déposé sur ce support 4 est constant. Chacune des entrées du système d'extrusion pour une matière déterminée est alimentée en continu suivant un débit pondéral de cette matière qui est fonction de la vitesse de défilement du support mobile 4 et de la masse linéique d'extrudat déposé par l'extrudeuse 2 pour réaliser à une épaisseur constante choisie la couche de cette matière. Cette quantité pondérale de matière est, représenté par le résultat d'une multiplication de la vitesse de défilement du support mobile 4 par la masse linéique d'extrudat constitué par cette matière. Quand le débit de matière délivrée par l'ensemble de dosage à une entrée pour matière de l'extrudeuse et le débit d'extrudat opéré par la vis de propulsion de matière sont égaux et constants, le niveau normal atteint par cette matière dans l'entrée pour matière est aussi constant. Ce niveau est pris comme niveau de référence. Si le niveau de matière dans l'entrée pour matière se trouve au-dessus de ce niveau normal de matière c'est que le débit de matière extrudée (extrudat) est diminué. Si le niveau de matière dans l'entrée pour matière se trouve en-dessous du niveau normal de matière c'est que le débit de matière extrudée est augmenté.Pour conserver l'égalité entre le débit de matière alimentant l'extrudeuse et le débit d'extrudat opéré par celle-ci il faut faire constamment coïncider le niveau de matière dans l'entrée pour matière de l'extrudeuse avec le niveau normal de matière pris comme niveau de référence. Pour atteindre ce but dans les hypothèses ci-dessus, la vitesse de la vis de propulsion de cette matière doit être réglée en augmentation dans le premier cas et en diminution dans le deuxième cas, autrement dit la vitesse de la vis de propulsion de cette matière est asservie au niveau normal de matière dans l'entrée correspondante pour cette matière. Dans l'exemple de réalisation illustré, la vis 9 de propulsion de la matière 7 du système d'extrusion 1 est munie d'un ensemble ou boucle d'asservissement réglant la vitesse de cette vis 9 en fonction du niveau de matière dans l'entrée pour matière du système. Cette boucle d'asservissement comprend au moins un détecteur 13 de niveau 14 de matière 7 dans l'entrée 5 pour matière, et un compta~ rateur 15 assurant une comparaison du niveau détecté de matière avec un niveau de référence qui est le niveau normal de matière, et un envoi à la boîte 11 de commande de vitesse, d'un signal correspondant approprié de rectification de la vitesse de la vis 9. Le détecteur 13 de niveau et le comparateur 15de la boîte 11 de commande de vitesse sont des appareils de types connus.La vis 10 de propulsion de la matière 8 du système d'extrusion I est munie d'une boucle d'asservissement de vitesse analogue à celle de la vis 9, comprenant au moins un détecteur 16 de niveau de matière 8 dans l'entrée 6 pour matière, et un comparateur 18 assurant une comparaison du niveau détecté de matière avec un niveau de référence qui est le niveau normal de matière 17 et un envoi a la boîte 12 de commande de vitesse, d'un signal correspondant approprié de rectification de la vitesse de la vis 10.Une alimentation de chacune des entrées pour matières de l'extrudeuse en une quantité pondérale d'une matière donnée comprend au moins un doseur pondéral continu pour cette matière et une boucle d'asservissement réglant le débit de ce doseur en fonction de la vitesse de défilement du support mobile 4, et de la masse linéique d'extrudat correspondante à la couche à une épaisseur constante choisie a réaliser de cette matière. Dans l'exemple illustré, pour une alimentation en continu en une matière 7 de l'entrée 5 pour matière du système d'extrusion l est monté au-dessus de cette entrée 5, un doseur pondéral continu 19 d'un type connu à bande sans fin, auquel est associée une boucle d'asservissement qui comprend au moins un capteur de données 20 de vitesse de défilement du support 4 et un multiplicateur ou opérateur 21 assurant une détermination du débit en poids ou pondérai de matière 7 se présentant sous forme d'une multiplication de la vitesse de défilement du support 4 saisie par le capteur 20 par la masse linéique préalablement calculée et indiquée ou mémorisée de la couche de cette matière 7 à une épaisseur constante choisie et un envoi d'un signal correspondant de commande à un dispositif d'entraînement 22 de ce doseur pondérai continu 19 pour délivrer en continu cette matière selon ce débit pondérai. Pour une alimentation en continu en une matière 8 de l'entrée 6 pour matière, du système d'extrusion i, est monté au-dessus de cette entrée 6, un doseur pondéral continu 23 analogue au doseur 19 auquel est associée une boucle d'asservissement qui comprend au moins un capteur de données 24 de vitesse de défilement du support 4, et un multiplicateur ou opérateur 25 assurant une détermination du débit en poids ou pondéral de matière 8 se présentant sous forme d'une multiplication de la vitesse de défilement du support 4, saisie par le capteur 24 par la masse linéique d'extrudat constituant la couche de cette matière 8 à une épaisseur constante choisie et un envoi d'un signal correspondant approprié de commande à un dispositif d'entraînement 26 de ce doseur pondéral continu 23.Les capteurs de données de vitesse 20 et 24 du support 4 et les multiplicateurs ou opérateurs de détermination de débit pondéral de matière sont des dispositifs de types connus. Dans l'exemple illustré, les deux capteurs de données de vitesse 20 et 24 du support 4 peuvent être réduits à un seul pour alimenter simultanément en données de vitesse de défilement du support 4 les deux multiplicateurs ou opérateurs 21, 25 de détermination de débit pondéral de matière sans compromettre le fonctionnement du système d'extrusion. Ce système d'extrusion permet d'obtenir avec une excellente précision et une grande constance les épaisseurs respectives des couches de matières déposées sur le support mobile 4. Dans ce système d'extrusion les matières utilisées 7, 8 peuvent être avantageusement comptabilisées individuellement ou dans leur ensemble avec précision à tout moment, par l'intermédiaire du doseur pondéral continu 19, 23. En outre, dans ce système d'extrusion sont automatiquement corrigées les dérives de débit de l'extrudeuse 1 et lînéarisées les caractéristiques de débit de matière en fonction de la vitesse de la vis de propulsion de cette matière. Quand une épaisseur d'une couche d'une matière doit prendre une autre valeur, une nouvelle détermination préalable de la masse linéique de cette couche de matière pour cette nouvelle épaisseur constante choisie est réalisée comme dans l'exemple ci-dessus. Cette masse linéique est représentée par le résultat d'une multiplication du volume d'une unité de longueur de cette couche à la nouvelle épaisseur choisie, par la densité de cette matière. Dans une extrusion avec une vitesse constante donnée de défilement du support mobile 4, le débit de l'extrudat nécessaire à la réalisation de cette couche à la nouvelle épaisseur est également constant. Ce débit est déterminé d'une matière analogue à celle de l'exemple ci-dessus.La vitesse de la vis de propulsion de matière est réglée en conséquence pour obtenir une extrusion à ce débit La boucle d'asservissement du doseur pondéral détermine alors le débit pondéral de matière en faisant comme dans l'exemple précédents une multiplication de la vitesse de défilement du support 4 par la nouvelle masse linéique de la couche de matière à cette nouvelle épaisseur et commande en conséquence le fonctionnement du doseur pondéral pour alimenter en continu en matière, l'entrée pour matière de l'extrudeuse.De son côté, la boucle d'asservissement de la vis de propulsion de matière, se base comme dans l'exemple preêé- dent sur le niveau normal de matière pris comme niveau de référence de matière dans l'entrée pour matière du système d'extrusion, pour ajuster la vitesse de cette vis de propulsion de matière afin de maintenir une extrusion à débit constant d'extrudat. Il résulte que dans ce système d'extrusion, l'épaisseur de chacune des couches de matières déposées sur le support mobile 4 est réglable. Le système d'extrusion de l'invention est ainsi applicable au dépôt sur un support mobile tel qu'un câble électrique de une ou plusieurs couches de matières à épaisseurs respectives constantes sur toute la longueur de ce support. Quand il s'agit d'un dépôt d'une seule couche de matière, il est économique d'utiliser un système d'extrusion ayant une seule vis de propulsion de matière. REVENDICATIONS 1. Système d'extrusion de matière en couches à épaisseurs constantes et réglables sur un support mobile, ayant des vis de propulsion et des entrées pour matière, propres à chacune de ces matières, caractérisé en ce qu'il comprend au moins pour chacune des matières, un ensemble de dosage (2, 3) assurant une alimentation en continu en cette matière, de l'entrée correspondante (5, 6) pour cette matière suivant un débit en poids ou pondéral, égal au débit en poids ou pondéral d'extrudat opéré par le système d'extrusion (1), pour réaliser sur un support mobile (4) une couche de cette matière à une épaisseur constante choisie, et un ensemble d'asservissement 2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que pour chacune des matières, l'ensemble de dosage (2, 3) assurent une alimentation en continu en cette matière suivant un débit constant en poids, égal au débit constant en poids d'extrudat opéré par le système d'extrusion pour réaliser sur un support (4) animé d'une vitesse constante de défilement, une couche de cette matière à épaisseur constante choisie. 3. Système selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il est pourvu d'un ensemble de dosage de matière (2, 3) comprenant, un doseur pondéral à bande sans fin (19, 23) et une boucle d'asservissement commandant la marche du doseur en fonction de la vitesse de défilement du support mobile (4) et de la masse linéique de la couche de cette matière à épaisseur constante choisie. 4. Système selon la revendication 3, caractérisé en ce que pour chacune des matières, la boucle d'asservissement du doseur pondéral (19, 23) de cette matière comprend au moins un capteur (20, 24) de données de vitesse de défilement du support (4) et un multiplicateur ou opérateur (21, 25) assurant une détermination du débit pondéral de cette matière se présentant sous forme d'une multiplication de la vitesse de défilement du support mobile (4) saisie par le capteur (21, 24) par la masse linéique préalablement calculée et indiquée ou mémorisée de la couche de cette matière à une épaisseur constante choisie à réaliser, et un envoi d'un signal correspondant de commande à un dispositif d'entraînement (22, 26) de ce doseur (19, 23) pour délivrer en continu cette matière selon ce débit pondéral. 5. Système selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que pour chacune des matières, l'ensemble d'asservissement du système d'extrusion comprend au moins un détecteur (13, 16) de niveau de matière (7, 8) dans l'entrée (5, 6) pour matière, et un comparateur (15, 18) assurant une comparaison du niveau détecté de matière avec un niveau de matière (14, 17) normalement obtenu lors de l'égalité réalisée entre le débit en poids ou pondéral de matière délivrée par le doseur (19, 23) et le débit en poids ou pondéral d'extrudat opéré par le système d'extrusion (l) pris comme niveau de référence, et un envoi à une boîte (11, 12) de commande de vitesse de la vis (9, 10) de propulsion de matière, d'un signal correspondant de commande de la vitesse de la vis de propulsion de matière pour réaliser constamment la colncidence de ces deux niveaux afin de conserver l'égalité entre les deux débits en poids de matière et d'extrudat.