Brevet FR2568168A1 — publié le 19860131

L'invention concerne une extrudeuse pour réaliser l'extrusion d'une matière thermoplastique, comportant au moins une fente de sortie située dans un corps d'outil qui possède une lèvre réglant la fente et une lèvre antagoniste limitant la fen- te, la fente de sortie pouvant être réglée à une largeur prédé- terminée à l'aide d'un dispositif mécanique de réglage approché tandis que la lèvre de l'outil, qui règle la fente, est raccor- dée au moins à un organe de réglage qui appartient à un dispo- sitif de réglage et/ou de commande de l'épaisseur de la matière plastique extrudée, L'extrudeuse comporte un outil d'extrusion et le dispositif de commande et/ou de régulation. L'outil d'extrusion peut être agencé sous la forme d'une buse à fente large pour réaliser l'extrusion de plaques et de feuilles, pour réaliser l'extrusion de profilés, de profilés creux, de tubes et de tuyaux ou bien pour ce qu'on appelle la fabrication de feuilles souf- flées. En général une telle extrudeuse comporte un grand nom- bre d'organes de réglage disposés en série, mais pour des rai- sons de terminologie on ne parlera ci-après de tels organes de réglage qu'au singulier. Dans le cas de l'extrudeuse connue du type indiqué plus haut, (brevet US N 3 040 221), qui est réalisée sous la forme d'une buse à fente large, l'organe de réglage est un gou- jon métallique dont la tête porte un filetage et est vissée dans un perçage correspondant du corps d'outil, mais dont la tige peut être chauffée par une chaleur formée par effet Joule et dé- livrée par un élément chauffant approprié. Sa dilatation thermi- que détermine la course de réglage de l'organe de réglage ainsi constitué qui fait partie du dispositif de commande et/ou de ré- gulation,qui réalise dans cette mesure, une commande ou une ré- gulation précise. Le réglage approché s'effectue d'une manière complexe au moyen du vissage de la tête munie d'un filetage dans le perçage associé et ne peut pas s'effectuer sans tolérances. Le réglage approché et le réglage précis sont accouplés de cet- te manière et les tolérances de réglage approché affectent la précision du réglage précis. Dans une certaine mesure l'élément chauffant fait partie du dispositif de commande et/ou de régu- lation. Il permet de régler la tige du goujon à une température réglable dans une plage prédéterminée de températures et de la maintenir dans cette plage de températures jusqu'à ce qu'un système de commande ou de régulation requiert une autre course de réglage et par conséquent une autre température de la tige du goujon. Ceci est critiquable pour plusieurs raisons. D'une part l'accroissement de la température de la tige du goujon ne s'effectue que lentement pour des raisons physiques, si bien qu'il faut s'accommider de temps morts, qui sont conséquents pour le système de commande ou de régulation et qui sont conditionnés par les organes de réglage, avec leurs inconvénients connus, et par ailleurs d'inévitables inégalités de température de la tige du goujon affectent la précision de cette commande ou de cette régulation, d'autant que l'outil s'échauffe globalement, ce qui entraîne des couplages indésirables du point de vue de la tech- nique de commande ou de la technique de régulation. L'invention a pour but de développer une extrudeuse du type indiqué plus haut de manière que d'étroites tolérances puissent être respectées en rapport avec l'épaisseur delamatière plastique extrudée et ce sans intervalle de temps de compensa- tion, qui sont conditionnés par l'organe de réglage et sont nui- sibles. Ce problème est résolu conformément à l'invention grâce au fait que la lèvre antagoniste est réalisée également sous la forme d'un composant réglable et que le dispositif de réglage approché agit sur la lèvre antagoniste, qu'on utilise comme organe de réglageun dispositif detranslation de champ et que le dispositif de commande et/ou de régulation est agencé de manière à réaliser un réglage précis dans la gamme comprise entre 0,05 et 0,3 mm et de préférence entre 0,1 et 0,2 mm. L'invention part du fait que, afin de réaliser le réglage d'étroites tolérances en rapport avec l'épaisseur de la matière plastique extrudée, il est nécessaire tout d'abord d'a- voir un découplage entre le réglage approché et le réglage pré- cis. De ce fait, conformément à l'invention, la lèvre antagonis- te est également réalisée sous la forme d'un composant réglable, le dispositif de réglage approché agissant sur cette lèvre an- tagoniste. Ce découplage permet par ailleurs d'utiliser comme organes de réglages des dispositifs de translation de champ qui travail- lent pratiquement sans intervalles de temps de compensation et avec une grande précision (précision de l'ordre d'un micron). Les dispositifs de translation de champ sont connus dans d'autres do- maines de la technique, par exemple en tant que dispositifs de translation piézoélectriques et en tant que dispositifs de trans- lation à.magnétostriction. Les uns travaillent sur la base de l'effet piézoélectrique connu et les autres travaillent sur la base de l'effet magnétostrictif également connu. Il s'agit d'or- ganes de réglage pouvant être commandés électriquement qui modi- fient leurs dimensions, sans éléments rotatifs, simplement moyen- nant l'utilisation des effets indiqués. La longueur d'un disposi- tif de translation piézoélectrique peut être modifiée conformé- ment à des fractions d'un micron, jusqu'à,la plage des millimètres en fonction de la tension qui lui est appliquée de l'extérieur. La dilatation maximum ainsi que la force, que peut supporter un dispositif de translation piézoélectrique, dépendent de la cons- titution de l'élément et peuvent être aisément optimisées. La résolution d'un dispositif de translation piézoélectrique en rapport avec la course de réglage est théoriquement illimitée et dépend uniquement de la constance de la tension d'alimenta- tion envoyée. Toute modification de tension est convertie direc- tement, et ce avec des pertes minimales, en un déplacement li- néaire. Les conditions sont identiques dans le cas de dispositifs de translation à magnétostriction. L'invention utilise de préfé- rence des dispositifs de translation piézoélectriques. La combi- naison d'un dispositif de translation de champ comme organe de réglage pour la lèvre de l'outil, réalisant le réglage de la fente, au dispositif décrit de réglage approché a pour effet que, après découplage entre le réglage approché et le réglage précis, la matière thermoplastique peut être extrudée avec des tolérances très étroites sur l'épaisseur. D'une façon détaillée il existe dans le cadre de l'invention différentes possibilités de réalisation et de confor- mation. Une forme de réalisation préférée de l'invention, qui permet de réaliser de façon simple le réglage approché, est carac- térisée en ce que la lèvre antagoniste est raccordée par l'in- termédiaire d'une barrette déformable élastiquement au corps de l'outil et peut être réglée de façon approchée à l'encontre de forces de rappel élastiques et que le dispositif de réglage précis comporte au moins un poussoir monté dans le corps d'ou- til et qui peut être actionné à l'aide d'un dispositif de ré- glage à excentrique. Le réglage de la lèvre antagoniste s'ef- fectue simultanément et uniformément sur toute la largeur de l'outil. De façon correspondante le dispositif de translation de champ peut agir sur une lèvre de l'outil, qui est raccordée par l'intermédiaire d'une barrette élastiquement déformable au corps d'outil et est réglable à l'encontre de forces élastiques de rappel. Le dispositif de translation de champ lui-même est disposé de façon appropriée dans une chambre du corps d'outil-, qui est isolée thermiquement et à partir de laquelle s'étend, extérieurement, un poussoir du dispositif de translation de champ qui agit sur la lèvre de l'outil, qui réalise le réglage de la fente.La chambre du dispositif de translation de champ peut en outre être refroidie. S'il s'agit de la fabrication de profilés de grande largeur, il est recommandé de subdiviser la lèvre de l'outil, qui règle la fente, en éléments et de raccorder les élé- ments individuellement à un dispositif de translation de champ. On peut avoir une disposition correspondante pour la lèvre an- tagoniste, auquel cas des poussoirs séparés, qui peuvent être actionnés par l'intermédiaire d'un dispositif commun de réglage à excentrique, agissent par exemple sur les différents éléments de la lèvre antagoniste. S'il s'agit de la fabrication de pro- filés ronds ou de profilés possédant des zones rondes, on sub- divisera la lèvre de l'outil, qui réalise le réglage de la fente, en secteurs, et on raccordera ces secteurs individuellement à un dispositif de translation de champ. Le réglage approché peut être réalisé manuellement dans le cas de l'extrudeuse conforme à l'invention, mais le réglage est cependant simple lorsque, de la manière décrite, on travaille avec un seul dispositif de ré- glage à excentrique pour l'ensemble du dispositif de réglage approché. Dans le cadre de l'invention, il convient de raccor- der le dispositif de réglage à excentrique à un servomoteur qui appartient pour sa part au dispositif de commande et/ou de régula- tion. L'agencement peut alors être réalisé de manière que le dispositif de commande et/ou de régulation agisse sur le dispo- sitif de translation de champ pour des courses de réglage con- ditionnées par la commande ou par la régulation, dans la gamme comprise entre 0,05 et 0,3 mm et agisse sur le servomoteur du dispositif de réglage approché pour des courses de réglage plus importantes. De façon appropriée le dispositif de commande et de régulation possède un dispositif de mesure d'épaisseur com- portant une tête de mesure qui est disposée au voisinage de la matière plastique déjà "durcie", c'est-à-dire en arrière de la ligne de durcissement. Dans le cas de la mise en oeuvre des autres dispositions décrites précédemment, on aboutit à des tolérances très étroites. Il va de soi que les dispositifs de translation de champ peuvent agir directement ou moyennant le montage intercalé d'une transmission, par exemple une transmis- sion à leviers, sur la lèvre associée de l'outil. D'autres caractéristiques et avantages de la pré- sente invention ressortiront de la description donnée ci-après prises en référence au dessin annexé, dont la figure unique re- présente une vue en coupe de l'outil d'extrusion, avec un dispositif de commande et/ou de régulation d'une extrudeuse conforme à l'invention, et ce dans la forme de réalisation utilisant un dispositif de translation piézoélectrique. L'extrudeuse représentée sur la figure est constituée par un outil d'extrusion 1 et un dispositif 2 de commande et/ou de régulation. Cette extrudeuse est prévue pour réaliser l'ex- trusion d'une matière thermoplastique 3. La structure de base comporte tout d'abord un outil d'extrusion 1 représenté partiel- lement et qui comporte une fente de sortie 4 placée dans le corps d'outil 5 et qui possède une lèvre 6 réalisant le réglage de la fente et une lèvre antagoniste 7 limitant la fente. La fente de sortie 4 est réglable à une largeur prédéterminée à l'aide d'un dispositif mécanique/de réglage approché. La lèvre 6, de l'outil, qui règle la fente, est raccordée à au moins un organe de réglage 9 qui fait partie d'un dispositif 2 de com- mande et/ou de régulation de l'épaisseur de la matière plasti- que extrudée. La lèvre antagoniste 7 est également réalisée sous la forme d'un composant réglable et le dispositif 8 de réglage approché agit sur la lèvre antagoniste 7. Comme organe de ré- clage on a utilisé un dispositif de translation piézoélectrique 9et l'a- gencement est tel que le dispositif 2 de commande et/ou de régu- lation est conçu pour un réglage précis avec une course de réglage située dans la gamme comprise entre 0,05 et 0,3 mm et de préférence entre 0,1 et 0,2 mm. La lèvre antagoniste 7 est raccordée par l'intermédiaire d'une barrette 10 déformable élastiquement au corps d'outil 5 et peut être réglée de façon approchée à l'encontre de forces élastiques de rappel. Le dis- positif 8 de réglage approché possède au moins un poussoir 11 monté dans le corps d'outil 5 et qui peut être actionné au moyen d'un dispositif 12 de réglage à excentrique. Le dispositif de translation piézoélectrique/agit de façon directe sur une lèvre 6 de l'outil, qui est raccordée par l'intermédiaire d'une bar- rette 13 déformable élastiquement au corps d'outil 5 et est ré- glable à l'encontre des forces élastiques de rappel. Dans l'exemple de réalisation et selon une forme de réalisation préférée de l'invention, le dispositif de trans- lation piézoélectrique 9 est disposé dans une chambre 14 du corps d'outil 5, qui est isolée thermiquement et d'o ressort un poussoir 15 du dispositif de translation piézoélectrique 9 qui agit sur la lèvre 6 de l'outil, en réalisant le réglage de la fente. La chambre 14 du dispositif de translation piézo- électrique peut être refroidie en supplément. On voit par ailleurs que pour la réalisation de profils plats de largeur étendue, la lèvre 6 de l'outil, qui réalise le réglage de la fente, peut être subdivisée en éléments pour ainsi dire suivant la direction perpendiculaire au plan du dessin, les éléments étant raccordés individuellement à des dispositifs de translation piézoélectri- ques 9. Ceci est valable également pour la fabrication de pro- filés ronds et de profiles possédant des zones rondes, auquel cas la lèvre 6 de l'outil, qui réalise le réglage de la fente, peut être subdivisée de façon correspondante en secteurs et ces secteurs sont raccordés individuellement à un dispositif de translation piézoélectrique 9. Dans l'exemple de réalisation, le dispositif 12 de réglage à excentrique est également raccordé à un servomoteur 16 qui fait partie du dispositif 2 de commande et/ou de régula- tion. L'agencement est tel que le dispositif 2 de commande et/ou de régulation agit sur le dispositif de translation piézoélec- trique 9 pour des courses de réglage qui sont conditionnées par la commande ou par la régulation dans la gamme comprise entre 0,05 et 0,3 mm et agit sur le servomoteur 16 du dispositif de réglage approché 8, dans des courses plus importantes. On a indiqué que le dispositif 2 de commande et/ou de régulation comporte un dispositif de mesure d'épaisseur 17 possédant une tête de mesure 18 qui est indiquée au voisinage de la matière plastique 3 déjà "durcie", c'est-à-dire par exemple en arrière de la ligne de durcissement par refroidissement. REVENDICATIONS 1. Extrudeuse utilisée pour réaliser l'extrusion d'une matière thermoplastique, comportant au moins une fente de sortie (4) située dans un corps d'outil (5) qui possède une lèvre (6) réglant la fente et une lèvre antagoniste (7) limi- tant la fente, la fente de sortie (4) pouvant être réglée à une largeur prédéterminée à l'aide d'un dispositif mécanique de réglage approché (8), tandis que la lèvre (6) de l'outil, qui règle la fente, est raccordées au moins un organe de ré- glage (9) qui appartient à un dispositif (2) de réglage et/ou de commande de l'épaisseur de la matière plastique extrudée, caractérisée par le fait que la lèvre antagoniste (7) est réa- lisée également sous la forme d'un composant réglable et que le dispositif de réglage approché (8) agit sur la lèvre antago- niste (7), qu'on utilise comme organe de réglageun dispositif de translation de champ (9) etqueledispositif (2) de commande et/ou de régulation est agencé de manière à réaliser un réglage précis dans la gamme comprise entre 0,05 et 0,3 mm et de préférence entre 0,1 et 0,2 mm. 2. Extrudeuse selon la revendication 1, caracté- risée en ce que la lèvre antagoniste (7) est raccordée par l'in- termédiaire d'une barrette (10) déformable élastiquement au corps de l'outil (5) et peut être réglée de façon approchée à l'encontre de forces de rappel élastiques et que le dispositif (8) de réglage précis comporte au moins un poussoir (11) monté dans le corps d'outil (5) et qui peut être actionné à l'aide d'un dispositif de réglage à excentrique (12). 3. Extrudeuse selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que le dispositif de translation (9) agit sur une lèvre (6) de l'outil, qui est raccordée par 1'in- - termédiaire d'une barrette déformable élastiquement (13) au corps d'outil (5) et est réglable à l'encontre de forces élas- tiques de rappel. 4. Extrudeuse selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 3, caractériséeen ce que le dispositif de translation de champ (9) est disposé dans une chambre (14) du corps d'outil (5) qui est isolée thermiquement et d'o ressort un poussoir (15) du dispo- sitif de translation (9). 5. Extrudeuse selon la revendication 4, caractéri- sée en ce que la chambre (14) du dispositif de translation de champ est en outre refroidie. 6. Extrudeuse selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 5, caractérisée en ce que la lèvre (6) de l'outil, qui réalise le réglage de la fente, est subdivisée en éléments et aue ces derniers sont raccordés individuellement à un dispositif de translation de champ (9). 7. Extrudeuse selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 5, caractérisée en ce que la lèvre (6) de l'outil, qui réalise un réglage de la fente, possède une configuration en forme d'arc de cercle et est subdivisée en secteurs, et que ces secteurs sont raccordés individuellement à un dispositif de translation de champ (9). 8. Extrudeuse selon l'une quelconque des revendica- tions 2 à 7, caractérisée en ce que le dispositif (12) de régla- ge à excentrique est raccordé à un servomoteur (16) qui appar- tient au dispositif (2) de commande et/ou de régulation. 9. Extrudeuse selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 8, caractérisée en ce que le dispositif (2) de comman- de et/ou de régulation agit sur le dispositif de translation de champ (9) pour des courses de réglage conditionnées par la commande ou le réglage et se situant dans la gamme comprise entre 0,05 et 0,3 mm et agit sur le dispositif (8) de réglage approché pour des courses plus importantes de réglage. 10. Extrudeuse selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 9, caractérisée en ce que le dispositif (2) de comman- de et/ou de régulation comporte un dispositif (17) de mesure d'épaisseur, comportant une tête de mesure (18) qui est dispo- sée au voisinage de la matière plastique (3) déjà solidifiée.