Brevet FR2549773A1 — publié le 19850201

APPAREIL DE CALIBRAGE POUR PROFILES EXTRUDES EN MATIERE PLASTIQUE. La présente invention se rapporte à un appareil de calibrage pour profilés extrudés en matière plastique. I 1 est connu que, dans la fabrication des profilés en matière plastique rigide, qui peuvent être pleins ou creux et peuvent posséder des profils simples ou plus ou moins compliqués et également mixtes, pleins et creux, on utilise des calibreurs dont la fonction est de refroidir la masse plastique du profilé dès qu'il est extrudé, par 10 convection thermique, et de donner à ce profilé la forme définitive voulue qu'il devra conserver à l'état refroidi. Ces calibreurs sont normalement constitués par un corps métallique, ou en alliage léger, dans lequel corps sont pratiqués une première série de canaux prévus pour la circulation d'un fluide de refroidissement normalement constitué par de l'eau La cavité longitudinale de ce corps métallique, qui est généralement réalisée en deux moitiés convenablement assemblées l'une à l'autre, et dans laquelle passe le profilé à refroidir, possède une section trans20 versale qui correspond à la forme du profilé et, pour assurer l'adhérence du profilé aux parois de la cavité intérieure longitudinale pendant sa traversée, le corps métallique formant le calibreur est muni d'une deuxième série de canaux reliés à des trous ou entailles qui débouchent 25 au niveau des parois de la cavité intérieure du corps et sont placés dans des positions et à des distances appropriées, cette deuxième série de canaux, ces trous et/ou entailles, étant reliée à une source de vide, de sorte que le profilé qui traverse la cavité intérieure du corps métal30 lique est attiré contre les parois de cette cavité. Ce dispositif de calibrage limite la vitesse de production du profilé à la capacité d'échange thermique produite par le glissement du profilé plastique contre les parois refroidies du corps métallique Il n'est pas possible, 35 par exemple, de réaliser une augmentation de la production lorsque la capacité d'échange thermique est telle qu'elle ne permet pas un refroidissement suffisant du profilé plastique En pratique, un refroidissement insuffisant du profilé à l'intérieur du calibreur provoquerait de notables étirages du profilé lui-même, en rendant ainsi impossible la production de ce profilé Pour cette raison, on a constaté que les dispositifs de calibrage connus imposent à la vitesse de production une limite qui ne peut pas être dépassée Le but de la présente invention est donc de réaliser un appareil pour le calibrage de profilés extrudés en matière plastique qui permette d'augmenter la capacité d'échange thermique dans un espace plus réduit que dans les calibreurs traditionnels et qui, à égalité de longueur de 10 l'appareil, permette d'obtenir une vitesse de production considérablement augmentée. Selon l'invention, pour atteindre ce but, on réa Jise un appareil pour le calibrage des profilés extrudés en matière plastique qui est caractérisé en ce qu'il comprend au 15 moins deux parties de calibreur ou calibreurs partiels à corps métallique à cavité traversante sous vide dont un calibreur partiel d'entrée et un calibreur partiel de sortie, et, entre ces deux parties, une cuvette destinée à être librement traversée par le profilé pendant son parcours du 20 calibreur partiel d'entrée au calibreur partiel de sortie, des moyens étant prévus dans cette cuvette pour soumettre le profilé qui la traverse à l'action d'un fluide de refroidissement. Le fluide de refroidissement qui agit dans cette cu25 vette peut être de l'air, mis en circulation, mais on utilise de préférence de l'eau Dans ce dernier cas, l'eau peut former dans la cuvette un bain dans lequel le profilé est immergé, en contact direct avec l'eau, pendant son parcours de traversée de la cuvette, mais l'eau peut également être 30 utilisée sous la forme de jets projetés contre le profilé qui traverse la cuvette Ces jets d'eau sont projetés avantageusement sur les côtés du profilé qui pénètre dans la cuvette en sortant du premier calibreur partiel. En particulier, dans le cas o il s'agit du cali35 brage et du refroidissement de profilés tubulaires, il est avantageux de créer un vide dans la cuvette, dans le but principal d'éviter l'affaissement des parois du profilé et de lui conserver sa forme pendant qu'il traverse la cuvette. Il est facile de comprendre que l'application du vide dans la cuvette ne fait pas obstacle à l'action simultanée de l'eau de refroidissement dans cette cuvette, soit sous la forme d'un bain, soit sous la forme de jets La cu5 vette interposée entre les deux parties du calibreur peut être utilisée universellement pour n'importe quel type de profilé et elle est avantageusement formée d'une caisse métallique, éventuellement munie d'un couvercle pouvant être fermé à joint étanche, à deux parois opposées de laquelle sont fixés, de préférence par des brides, les deux calibreurs partiels dont les cavités intérieures débouchent librement dans le vide intérieur de la caisse, à travers des ouvertures ménagées dans les parois opposées de la caisse et dans les brides de fixation, qui ont une aire supérieure à celle des cavités des calibreurs Cette caisse est munie de raccords appropriés pour l'arrivée et l'évacuation du fluide de refroidissement et pour l'éventuelle création d'un vide à l'intérieur. Il convient de remarquer que l'appareil de calibrage 20 selon l'invention peut également prévoir plus d'une seule cuvette de refroidissement, auquel cas chaque cuvette est insérée entre un calibreur partiel situé en amont et un calibreur partiel situé en aval. Des essais pratiques exécutés avec l'appareil de ca25 librage selon l'invention ont démontré qu'en utilisant une unité formée de deux calibreurs partiels avec une cuvette de refroidissement interposée, on obtient une augmentation de la capacité de refroidissement telle que, si cette unité est de même longueur qu'un calibreur normal traditionnel, il 30 est possible de doubler la vitesse de production comparativement à celle qui est permise par l'utilisation du calibreur traditionnel. Ce résultat est dû à la présence de ladite cuvette, dans laquelle le fluide de refroidissement a la possibilité 35 d'agir directement sur le profilé, ce qui entraîne un échange thermique élevé. I 1 va de soi que l'appareil est complété par les organes de réglage du débit du fluide de refroidissement dans les calibreurs partiels et dans la cuvette, ainsi que du vi- de à appliquer dans les calibreurs partiels et éventuellement dans la cuvette, ainsi que par des instruments de mesure appropriés. Une forme de réalisation de l'invention sera àQpré5 sent décrite à titre d'exemple non limitatif en regard des dessins annexes sur lesquels: la Figure 1 représente une vue de côté de l'appareil; la Figure 2 en est une vue en plan; et la Figure 3 est une vue en coupe transversale prise à travers la cuvette selon la trace III-III de la figure 1 L'appareil représenté sur les dessins comprend essentiellement un calibreur partiel d'entrée désigné dans son ensemble par 10, un calibreur paftiel de sortie désigné par 11 et une cuvette 12 interposée entre ces deux calibreurs partiels 10 et 11. Les calibreurs partiels peuvent être réalisés selon la technique classique et ne présentent pas en soi de ca20 ractéristiques nouvelles et particulières Pour cette raison, ces calibreurs partiels ne sont représentés que schématiquement sur les dessins et on ne les décrira dans la suite que de façon sommaire, sans entrer dans les détails. Chaque calibreur partiel est constitué par unr corps 25 métallique composé de deux moitiés, telles que les moitiés 13 et 14 du calibreur partiel 10 et les moitiés 13 a et 14 a du calibreur partiel 11, qui sont réunies l'une à l'autre à joint étanche, ces moitiés définissant une cavité intérieure longitudinale traversante 15, d'un profil identique à ce30 lui du profilé 16 qu'il s'agit de calibrer et de refroidir, profilé qui provient de la filière d'une extrudeuse (non représentée) Les demi- corps ou moitiés de calibreurs partiels 13, 14 et 13 a, 14 a sont munis de raccords appropriés comme les raccords 17 et 18 prévus respectivement pour l'entrée 35 et la sortie de l'eau de refroidissement qui circule dans des canaux intérieurs appropriés pratiqués dans lesdits demicorps, ainsi que de raccords tels que les raccords 19, destinés à être reliés à une source de vide, ces derniers raccords 19 étant en communication avec des canaux et trous ou entailles ménagées dans les demi-corps et débouchant dans les parois de la cavité 15 pour assurer par le vide l'adhérence du profilé contre les parois de la cavité 15 pendant que le profilé traverse cette cavité. Le fonctionnement des deux calibreurs partiels qui viennent d'être brièvement décrits est le fonctionnement classique et ne demande pas d'autres explications. I 1 convient seulement de mentionner que le calibreur partiel de sortie 11, au lieu d'être refroidi, peut avanta10 geusement être légèrement réchauffé à l'aide d'eau que l'on fait circuler dans ces canalisations intérieures, ceci afin d'éviter un refroidissement excessif du profilé qui passe à travers sa cavité intérieure 15, et qui pourrait provoquer le décollement du profilé par rapport à la paroi de la ca15 vité intérieure 15, en empêchant ainsi ce profilé d'adhérer parfaitement sous l'effet du vide. Pour éviter une transmission de chaleur entre le calibreur partiel de sortie 11 et la cuvette 12 (maintenue à une température inférieure à celle du calibreur partiel 20 de sortie), le corps du calibreur partiel 11 est muni d'un fraisage circonférentiel 20 qui réduit dans cette zone la masse métallique du corps, en réduisant ainsi la possibilité de transmission de chaleur. Ainsi qu'on l'a déjà dit, la partie principale et caractéristique de l'appareil de calibrage selon l'invention est constituée par la cuvette 12 intercalée entre les deux calibreurs partiels 10 et 11. Cette cuvette 12 est formée d'une caisse métallique 2 I munie d'un couvercle 22 articulé à charnière en 23 pour 30 assurer la fermeture étanche de la caisse elle-même. Sur sa face avant, la paroi de la caisse 21 peut présenter une fenêtre de contrôle 24. Aux deux parois latérales opposées 25 et 26 de la caisse 21 sont fixées avec interposition de brides 27, 28, 35 les extrémités de queue et de tête respectivement des calibreurs partiels 10 et 11, ainsi que ceci est clairement visible sur les figures 1 et 2. Aussi bien les brides 27 et 28 que les parois latérales 25 et 26 de la caisse 21 sont munies de trous traver- sants possédant une aire supérieure à celle des cavités intérieure 15 des calibreurs partiels 10 et 11, de sorte que ces cavités 15 débouchent librement dans le vide intérieur de la caisse 21 pour laisser le profilé 16 passer librement 5 de la cavité du calibreur partiel 10 dans la cavité du-calibreur partiel Il en traversant le vide intérieur de la caisse 21 La caisse peut donc être utilisée pour n'importe quelle forme ou type de profilés et elle n'a pas à être adaptée au profilé Dans le vide intérieur de la caisse 21, le prolo filé 16 est entièrement libre, c'est-à-dire qu'il n'est pas entouré de paroi le long desquelles il doit circuler en adhérence comme dans le passage traversant les calibreurs partiels Les parois extérieures du profilé 16 peuvent donc être soumises à un refroidissement direct au moyen d'un fluide approprié, de préférence de l'air ou de l'eau. Dans le cas donné à titre d'exemple et représenté, il est prévu, dans la cuvette 12, c'est-à-dire dans le vide intérieur de la caisse 21, un refroidissement exécuté au moyen de jets d'eau dirigés vers le profilé 16 en cours de 20 passage. A cet effet, au droit de la paroi 25 de la caisse 21 par o entre le profilé 16, sont prévues, dans la région des quatre angles, des buses de pulvérisation 29 (voir figure 3) qui sont reliées entre elles et à un raccord 31 par des ca25 naux appropriés 30 qui peuvent être ménagés dans la paroi 25, le raccord 31 pouvant être à son tour relié à une alimentation en eau Au droit de la paroi opposée 26 de la caisse 21, est prévu un raccord de décharge 32 Le profilé 16 est ainsi directement frappé par les 30 jets d'eau sortant des buses 29 et il est donc efficacement refroidi avec un fort échange thermique. Le profilé 16 qui sort du calibreur partiel d'entrée et pénètre dans la cuvette 12 est en général déjà solidifié au point de pouvoir supporter son propre poids Ceci est 35 surtout valable pour les profilés à paroi pleine Toutefois, en particulier dans le cas des profilés tubulaires, comme celui représenté, les parois du profilé n-e sont plus attirées par le vide contre les parois de la cavité intérieure du ca- libreur partiel 10, et dans son passage à travers la cuvette 12, elles pourraient s'affaisser et faire perdre sa forme au profilé Pour éviter ce phénomène, il est prévu de créer également un vide à l'intérieur de la caisse 21 et, à cet effet, la caisse est munie en position haute d'un raccord 33 qui doit être relié à une source de vide Le vide est maintenu dans la caisse 21 grâce au couvercle 22 qui ferme à joint étanche. Il a déjà été dit que le refroidissement obtenu dans 10 la cuvette 12 pourrait être également assuré au moyen d'un bain d'eau qui remplit la caisse 21 jusqu'à un certain niveau, déterminé par une évacuation de tropplein,-de manière que le profilé traversant reste immergé dans le bain d'eau. Dans ce cas, ce bain pourrait être fixe, avec simple prévi15 sion d'une alimentation modérée destinée à compenser les pertes d'eau, ou il pourrait comporter une circulation d'eau continue, qui maintiendrait un certain niveau constant à l'intérieur de la cuvette 12. Dans le cas o l'on travaille avec un bain d'eau, il 20 est également possible d'appliquer le vide au-dessus du niveau de l'eauvide qui a la même fonction-que celle décrite ci-dessus. Finalement, il serait également possible de créer une circulation d'air de refroidissement à l'intérieur de 25 la caisse 21. Le groupe décrit ci-dessus et représenté sur les dessins pourrait également être utilisé dans certains cas sous une forme répétitive, ou bien on pourrait utiliser plus de deux calibreurs partiels, avec une cuvette de refroidisse30 ment intercalée dans chaque calibrage partiel. Avec l'appareil de calibrage selon la présente invention, on obtient une notable augmentation de la capacité d'échange thermique dans un espace plus restreint que dans le cas des calibreurs traditionnels, de sorte que, à égalité 35 de longueur de l'appareil, il est possible d'augmenter considérablement la vitesse de production. On peut mentionner, uniquement à titre indicatif, que les deux calibreurs partiels, situés en amont et en aval de la cuvette, ont chacun une longueur à peu près égale de celle d'un calibreur normal (qui varie pour les calibreurs traditionnels sous vide, de 80 à 120 cm). La longueur totale de l'appareil composé de deux calibreurs partiels et d'une cuvette placée entre ces derniers 5 est donc à peu prés égale à celle d'un calibreur traditionnel unique, tandis que la capacité de refroidissement de l'appareil selon l'invention est de nature à permettre une vitesse de production double de celle d'un calibreur normal. I 1 va de soi que diverses modifications pourront ^eêtre apportées par l'homme de l'art au dispositif qui vient d'être décrit à titre d'exemple non limitatif sans sortir du cadre de l'invention. * R EV E N D I C A T I ON S 1 Appareil pour le calibrage de profilés extrudés en matière plastique, caractérisé en ce qu'il comprend au moins deux parties de calibreurs ou calibreurs partiels ( 10, 11), à corps métalliques et présentant une cavité traversante sous vide ( 15) dont l'un est un calibreur partiel d'entrée et l'autre un calibreur partiel de sortie et, intercalés entre ces deux calibreurs partiels, une cuvette ( 12) destinée à être librement traversée par le profilé ( 16) 10 lorsque ce profilé passe du calibreur partiel d'entrée ( 10) au calibreur partiel de sortie ( 11), des moyens ( 29) étant prévus dans ladite cuvette ( 12) pour soumettre le profilé ( 16) qui la traverse à l'action d'un fluide de refroidisselment. 2 Appareil selon la revendication l, caractérisé en ce que ladite cuvette ( 12) est constituée par une caisse ( 21) à deux parois latérales opposées ( 25 et 26) de laquelle sont fixées, par des brides ( 27, 28), les extrémités de queue et de tête respectivement des deux calibreurs par20 tiens d'entrée ( 10) et de sortie ( 11), les cavités traversantes ( 15) de ces calibreurs partiels débouchant librement dans le vide intérieur de la caisse ( 21) à travers des ouvertures ménagées dans lesdites parois opposées ( 25, 26) et dans les brides de fixation ( 27, 28) et qui possèdent une aire supérieure à celle des cavités longitudinales ( 15) des calibreurs partiels. 3 Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que la caisse ( 21) peut être fermée à sa partie supérieure, à joint étanche, au moyen d'un couvercle ( 22). 4 Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'une paroi frontale de la caisse ( 21) est munie d'une fenêtre de contrôle ( 24). Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que la caisse ( 21) est munie de raccords ( 31, 32) pour l'arrivée et l'évacuation éventuelle du fluide de refroidissement. 6 Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce que le raccord ( 31) prévu pour l'arrivée du fluide de refroidissement, en particulier de l'eau, est relié à des buses de pulvérisation ( 29) dirigées vers le profilé ( 16) qui passe à travers la caisse ( 21). 7 Appareil selon la revendication 6, caractérisé en ce que lesdites buses ( 29) sont disposées aux angles de la paroi latérale ( 25) à travers laquelle le profilé ( 16) pénètre dans la caisse. 8 Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce que le raccord ( 32) prévu pour l'évacuation du fluide de refroidissement, en particulier de l'eau, constitue une 10 décharge de trop-plein placée à un niveau approprié pour créer dans la caisse ( 21) un bain d'eau dans lequel le profilé qui traverse la caisse est immergé. 9 Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'audit raccord ( 31) prévu pour l'arrivée du fluide de 15 refroidissement, est relié un conduit d'air de refroidissement. 0 l Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce que la caisse ( 21) est munie, en position haute, d'un raccord ( 33) pouvant être relié à une source de vide. Ill Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en série une pluralité de groupes dont chacun est formé d'un calibreur partiel d'entrée ( 10), d'un calibreur partiel de sortie ( 11) et d'une cuvette ( 12) placée entre ces calibreurs partiels. 12 Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend successivement une pluralité de calibreurs partiels ( 10, 11) et qu'une cuvette de refroidissement ( 12) est intercalée entre les deux calibreurs partiels de chaque paire.