Brevet FR2570641A1 — publié le 19860328

Procédé et installation pour surveiller la fabrica- tion de profilés oblongs, en caoutchouc ou en matière thermoplastique, constitués d'un ou de plusieurs mé- langes. L'invention concerne un procédé pour surveiller la fabrication de profilés oblongs, en caoutchouc ou en matière thermoplastique, constitués d'un ou de plusieurs mélanges, au moyen d'une tête d'extrusion alimentée par une ou par plusieurs extrudeuses, la bande profilée extrudée étant transportée et refroi- die dans une zone de refroidissement formée par une ou par plusieurs bandes transporteuses. L'invention concerne également une installation constituée d'une ou de plusieurs extrudeuses à dispo- sitifs de réglage de la vitesse, d'un appareil de ré- glage commandé par microprocesseur, d'une zone de refroidissement, qui est constituée de plusieurs ban- des transporteuses disposées les unes au-dessus des autres et de dispositifs de mesure de la largeur de la boucle de renvoi de la bande profilée à refroidir. On connaît un dispositif de fabrication de ban- des mobiles en deux mélanges différents de caoutchouc par le brevet de la République Fédérale d'Allemagne 22 01 631. Deux extrudeuses différentes disposées l'une au-dessus de l'autre débouchent dans une tête d'extrusion dans laquelle le matériau est réuni et est extrudé en une bande mobile (voir également le brevet des Etats-Unis d'Amérique 2 382 177). La bande mobile extrudée est envoyée sur une bascule courroie donnant le poids de consigne (la quantité se trouvant sur une bande transporteuse sans fin est pesée) et,en cas d'écarts par rapport au poids de consigne, la vitesse d'évacuation de la bande mobi- le est augmentée lorsque le poids de consigne est trop élevé pour parvenir par un allongement à une réduction de poids. En pratique, 1,es installations à bandes mobiles fonctionnent donc avec un débit légèrement surévalué. La bande mobile extrudée est mise à son poids de con- signe par un allongement. Une régulation de ce type offre, comme possibili- té de réglage, simplement un certain allongement de la bande mobile extrudée par une augmentation ou une diminution de la vitesse d'évacuation, la vitesse de sortie de la filière de la bande mobile devant être considérée comme la vitesse minimale du dispositif d'évacuation de la bande mobile, vitesse en-dessous de laquelle on ne doit pas aller en vue de la régula- tion de l'épaisseur du profilé. Par le brevet des Etats-Unis d'Amérique 4 097 566, on connatt un procédé et une installation de fabrication de profilés constitués de plusieurs mélan- ges. - Le procédé indiqué est très coûteux du point de vue de la technique de régulation et a, en outre 3 2570641 également, un inconvénient de principe. Quand par exemple, l'une des bascules de mesure du poids au mètre ou l'un des dispositifs de mesure de la lar- geur des boucles de renvoi constate que le profilé fabriqué ne correspond pas au dimensior souhaitées, il provoque, également, une correction en étirant ou en bourrant la bande profilée. Tout processus d'étirage de la bande profilée, par exemple par une accélération de bandes transpor- teuses, donne cependant des dimensions tout à fait imprécises et incontrôlables à la bande profilée, ce qui se traduit, notamment lors du passage dans la zone de refroidissement, par un retrait de la longueur complètement incontrôlable et inégal. Un autre inconvénient de ce procédé réside également dans le faitqu'entre l'instant de la déter- mination des écarts par rapport au poids de consigne de la bande profilée et l'instant de correction, beau- coup de matière de rebut passe par l'installation très longueparce qu'entre les endroits de mesure et la cause de la source d'erreurs ou l'emplacement o se manifeste l'écart par rapport à la valeur de con- signe, il passe beaucoup de bande profilée qui ne peut plus être utilisé. Il faut souligner fondamentalement, qu'un éti- rage d'un profilé extrudé en vue de corriger des fluctuations d'épaisseur n'est pas admissibleparce que tout processus d'étirage de ce type donne des valeurs imprécises et incontrôlables du retrait de la longueur. L'invention vise un procédé et une installation qui pallient les inconvénients mentionnés ci-dessus. On s'efforce, notamment, d'être sûr de pouvoir effec- tuer une correction très rapide des écarts par rap- port à la valeur du retrait de consigne pour produire des longueurs de profilés de rebut aussi petites que possible. Il faut, à cet effet, renoncer à tout action physique sur la bande profilée fabriquée, parce que par exemple un étirage d'une bande profilée est un moyen qui ne convient pas pour des corrections d'é- paisseur et parce que tout processus d'étirage donne, lors du refroidissement du profilé, des retraits en retour incontrôlables. Le procédé suivant l'invention est caractérisé en ce qu'il consiste: à détecter les valeurs du retrait de la longueur de la bande profilée se produisant dans la zone de refroidissement, à envoyer les valeurs détectées à un appareil de réglage relié à une bascule de mesure du poids au mètre, l'appareil de réglage réglant, en cas d'écarts par rapport à la valeur de consigne du retrait de la longueur, la bascule de mesure du poids au mè- tre à une valeur de consigne du poids corrigée et agissant d'une manière uniforme sur tous les disposi- tifs de réglage de la vitesse de l'extrudeuse en vue d'atteindre la valeur de consigne du poids corrigée. L'installation suivant l'invention est caracté- risée en ce que les dispositifs de mesure de la flè- che des boucles de renvoi du dispositif de refroi- dissement de la bande profilée sont reliés à l'appa- reil de réglage, l'appareil de réglage est relié à la bascule de mesure du poids au mètre disposée à la sortie de la filière pour la bande profilée et l'ap- pareil de réglage est relié aux dispositifs de régla- ge de la vitesse de l'extrudeuse. En détectant la valeur réelle du retrait dans la zone de refroidissement (jusqu'à 1,5 %) et en 2570641 la comparant aux valeurs du retrait de consi- gne par l'appareil de réglage, par exemple par un calculateur industriel, on détecte les valeurs du retrait d'un endroit de mesure à l'autre. Sur la base des écarts ainsi présents dans l'appareil de réglage, par rapport aux valeurs du retrait de consigne pendant le processus de refroidissement, l'appareil de réglage agit sur la bascule de mesure du poids au mètre disposée à la sortie de la filière pour la bande profilée. La bas- cule de mesure du poids au mètre reçoit de l'appareil de réglage une valeur nouvelle de consigne corrigée d'une manière correspondante vers le haut ou vers le bas. Cette nouvelle valeur de consigne est obtenue en commandant simultanément les dispositifs de régla- ge, de la vitesse des extrudeuses,également par l'appa- reil de réglage, mais sous la dépendance stricte de la nouvelle valeur de consigne de la bascule de mesure du poids au mètre. Si par exemple, on constate, au lieu du retrait de 1,5 %, un retrait de 0,5 %, l'ap- pareil de réglage programmé d'une manière correspon- dante augmente le poids de consigne sur la bascule de mesure du poids au mètre, d'une valeur correspon- dante qui est déterminée empiriquement et,qui se trouve introduit dans la programmation de l'appareil de réglage. Si l'on constate un retrait de 2 % par exemple, donc supérieur de 0,5 % à la valeur du retrait de consigne, l'appareil de réglage abaisse le poids de consigne de la bascule de mesure du poids au mètre d'une proportion correspondante, qui est déterminée également empiriquement et qui est retenue dans le programme du régulateur. 6 2570641 L'augmentation ou la diminution du poids au mètre de consigne de la bascule de mesure du poids au mètre, est obtenue par une augmentation ou par une diminution des vitesses de rotation des vis dans des proportions uniformes pour toutes les extrudeu- ses par l'intermédiaire de dispositifs de réglage de la vitesse qui sont reliés à l'appareil de réglage. Toute réduction des vitesses de rotation des vis entraîne une diminution du débit de l'extrudeuse et donc une réduction du poids au mètre, conformément au poids au mètre de consigne nouvellement réglé par l'appareil de réglage. Aux dessins annexes, donnés uniquement à titre d'exemple: la figure 1 est un schéma d'une installation, la figure 2 représente un détail du dispositif de mesure dans la zone de refroidissement, la figure 3 est un schéma à plus grande échelle des trois extrudeuses avec le circuit de réglage, et la figure 4 représente des rampes lumineuses pour la détection des flèches dans la zone de refroidissement. Dans une tête d'extrusion 1 à filières multiples pour des bandes mobiles, il y a par exemple trois filières 2, 3, 4 pour divers mélanges de caoutchouc qui sont amenés par trois extrudeuses 5, 6 et 7 dis- tinctes. Sur les entrées des filières 2, 3 et 4, sont disposés respectivement des dispositifs de mesure 2a, 3a et 4a qui mesurent la pression et la température en ces endroits. Les dispositifs de mesure 2a, 3a et 4a sont raccordés à un régulateur 8. Au régulateur 8 sont raccordés les entraînements des extrudeuses 5, 6 et 7 en vue d'agir sur les vi- 7 2570641 tesses de rotation respectives des extrudeuses. Une bascule de mesure du poids au mètre 9,des- tinée à détecter le poids de la bande mobile consti- tuée de trois mélanges différents est en outre rac- cordée au régulateur 8. La bande mobile 10, extrudée de la tête à plu- sieurs filières 1 et constituée de trois mélanges, passe sur la bascule de mesure du poids au mètre 9. Tout écart par rapport au poids de consigne prescrit de la bande mobile est constaté pour chaque mètre par le régulateur 8. Un poids au mètre trop petit signifie que trop peu de matière est extrudée d'une ou de plusieurs des filières 2, 3 et 4. Des écarts,par rapport à la valeur de consigne prescrite des extrudeuses 5, 6 et 7 pour ce qui con- cerne la pression et la température, sont également détectés par les dispositifs de mesure 2a, 3a et 4a et envoyés au régulateur 8. S'il y a dans le régulateur, par exemple, une valeur d'un poids au mètre trop petit (déterminé par la bascule,de mesure du poids au mètre 9), le régu- lateur 8 vérifie les valeurs de consigne de la pres- sion et de la température dans les diverses filières 2, 3 et 4. Si le régulateur 8 constate alors, par exemple, que la pression et la température doivent être dimi- nuées dans la filière 2, ceci est un indice que l'ex- trudeuse 5 transporte légèrement moins de matière qu'il n'était prévu, de sorte que la bande mobile constituée des trois mélanges, est plus légère. Il faut donc détecter la température parce que par exemple, pour une élévation de température, la viscosité de la matière s'abaisse, c'est-àdire que la matière devient plus fluide en sorte que la pres- sion mesurée de la matière diminue sans que pour au- tant la quantité de matière transportée soit plus petite. La bascule de mesure du poids au mètre ne constate ainsi aucune variation. Mais si la pression détectée diminue sans que la température s'élève, ceci est un indice certain que la quantité de ma- tière transportée par la vis de l'extrudeuse a diminué. Donc, si la valeur de pression ainsi que la valeur de température détectée se sont abaissées dans une mesure prescrite, et si ces valeurs sont cons- tatées par le régulateur, il se produit une action sur le dispositif de réglage des vitesses de rotation des vis. Le poids au mètre de la bande mobile diminue ainsi de la proportion qui correspond au déficit de matière transportée par l'extrudeuse 5. Sur la base de la constatation du poids au mè- tre trop petit de la bande mobile d'une part, et de la température trop basse mesurée par les disposi- tifs de mesure 2a sur la filière 2 de l'extrudeuse 5, le régulateur 8 augmente alors en conséquence la vitesse de rotation de l'extrudeuse 5 (par exemple de 1,5 tour), de manière à ce que cette extrudeuse ait à nouveau un débit faiblement croissant jusqu'à ce que l'on retrouve le poids au mètre de consigne prescrit de la bande mobile 10. Après avoir quitté la bascule de mesure du poids au mètre 9, la bande mobile 10 parvient dans une zone de retrait 11, qui est constituée dans cet exemple de deux zones de rouleaux 11a et 11b inclinées. Dans la zone de retrait 11, on effectue d'une manière constante environ 8 % du retrait total de la bande mobile qui est de 9,5 % environ. En modifiant l'angle d'inclinaison des zones à 9 2570641 rouleaux 11a et 11b, on peut agir sur le taux du retrait de la bande mobile 10 en sorte que,pour un grand angle d'inclinaison, il se produit un retrait plus important (par exemple de 7 % d'une unité de longueur) et quepour une zone à rouleaux disposée de manière plate, il se produit un retrait moindre. Ensuite, la bande mobile arrive sur une seconde bascule de mesure du poids au mètre 12 opérant sim- plement sur la zone de retrait 11 et raccordée au régulateur 13. En fonction des écarts par rapport au poids au mètre de consigné prévu, le régulateur 13 règle l'angle d'inclinaison des zones à rouleaux 11a et 11b de la zone de retrait 11. La zone de retrait 11, la bascule de me- sure du poids au mètre 12 et le régulateur 13 forment une unité qui fonctionne indépendamment des autres équipements. En continuant sa course, la bande mobile 10 arrive alors dans la zone de refroidissement 14 qui est constituée, par exemple, de trois bandes trans- porteuses 14a, 14b et 14c disposées les unes au-dessus des autres. Pendant le processus de refroidissement aussi, la bande mobile 10 subit un retrait déterminé par l'expérience et qui est, par exemple, de 1,5 % rapporté à une unité de longueur. Les bandes trans- porteuses 14a, 14b et 14c sont entraînées à des vi- tesses fixes qui tiennent compte exactement du retrait de 1,5 % sans qu'un allongement puisse être effectué par les bandes transporteuses. Pour déterminer le retrait réel de la bande mobile 10 dans la zone de refroidissement 14, on dispose, par exemple, sur l'un des côtés des ban- des transporteuses 14a et 14b, des rampes lumineuses 2570641 qui donnent un rideau lumineuxou l'on monte un, bras oscillant raccordé à un potentiomètre afin de contrôler la flèche de la bande mobile lors du renvoi sur la bande transporteuse disposée en- dessous et ainsi le retrait, c'est-à-dire la longueur. La figure 2 est une vue de détail de la zone de refroidissement,qui montre des bras oscillants disposés sur les côtés de renvoi et reliés à des Dotentiomètres 16. Lorsque la vitesse de la bande transporteuse 14a est fixe, le bras oscillant 15 prend la position in- termédiaire. S'il se produit un retrait, c'est- à-dire un raccourcissement de la bande mobile 10 (supérieure aux 1,5 % régléssur lesquels la vitesse des bandes transporteuses 14a, 14b et 14c est réglée de manière fixe), le bras oscillant 15 est amené dans la position inférieure 17 et le potentiomètre 16 trans- met cette variation à la bascule de mesure du poids au mètre 9. En raison de cela, la bascule de mesure du poids au mètre 9 signale au régulateur 8 un poids trop élevé de la bande mobile dans son ensemble. Le régulateur 8 est programmé de manière à aug- menter légèrement d'une manière uniformede 0,5 tour environ, toutes les vitesses des extrudeuses 5, 6 et 7,si bien que le débit est augmenté légèrement d'une manière correspondante et uniformeen sorte que le retrait global diminue aussi d'une mainière correspondante, c'est-à-dire que la bande mobile subit un allongement faible. Comma la zone de retrait 11 est réglée à un rétrécissement constant de 8 %, le retrait dans la zone de refroidissement 14 se traduit par le fait que la bande mobile 10 s'allonge par 11l 2570641 exemple de 0,5 %. le bras oscillant 15 revient ainsi dans sa position intermédiaire et la bande mobile se ré- trécit à nouveau conformément à la valeur déterminée sur laquelle est fixée la vitesse des bandes trans- porteuses 14a, 14b et 14c. Les valeurs du retrait se produisant dans la zone de refroidissement 14 peuvent également être détectées et constatées par des rampes lumineuses comme le montre la figure 4. Le mode de fonctionnement des rampes lumineuses peut être, par exemple, le suivant: D'une source lumineuse 20 partent des rayons lumineux 22. Dans un récepteur 21, ils sont reçus par des cellules photo-électriques discrètes. Si une ban- de de matière 10 se trouve entre la source lumineuse et le récepteur, les rayons 22a ne peuvent pas attein- dre les cellules photo-électriques associées. Si la bande de matière 10 se déplace suivant le sens de la flèche 23 ou 23a, la succession des cellules photo- électriques associées se modifie. On détecte ainsi au moyen d'une électronique d'exploitation, le mouve- ment de la bande de matière et donc le retrait. 12 2570641 REVENDICATIONS 1 - Procédé pour surveiller la fabrication de profilés oblongs, en caoutchouc ou en matière ther- moplastique, constitués d'un ou de plusieurs mélanges, au moyen d'une tête d'extrusion alimentée par une ou par plusieurs extrudeuses, la bandeprofilée extrudée étant transportée et refroidie dans une zone de refroi- dissement formée par un ouplusieurs bandes transpor- teuses, caractérisé en ce qu'il consiste: à détecter les valeurs du retrait de la longueur de la bande profilée se produisant dans la zone de refroidissement, à envoyer les valeurs détectées à un appareil de réglage relié à une bascule de mesure du poids au mètre, l'appareil de réglage réglant, en cas d'écarts par rapport à la valeur de consigne du retrait de la longueur, la bascule de mesure du poids au mè- tre à une valeur de consigne du poids corrigée et agissant d'une manière uniforme sur tous les disposi- 13 2570641 tifs de réglage de la vitesse de l'extrudeuse en vue d'atteindre la valeur de consigne du poids corrigée. 2 - Installation pour exécuter le procédé sui- vant la revendication 1, constituée d'une ou de plu- sieurs extrudeuses à dispositifs de réglage de la vitesse, d'un appareil de réglage commandé par micro- processeur, d'une zone de refroidissement, qui est constituée de plusieurs bandes transporteuses dispo- sées les unes au-dessus des autres;et de dispositifs de mesure de la largeur de la boucle de renvoi de la bande profilée à refroidir, caractérisée en ce que: les dispositifs de mesure (15, 16, 17, 18) de la flèche des boucles de renvoi du dispositif de refroidissement (14) de la bande profilée (10) sont reliés à l'appareil de réglage (8), l'appareil de réglage (8) est relié à la bas- cule (9) de mesure du poids.au mètre disposée à la sortie de la filière (1) pour la bande profilée, et l'appareil de réglage (8) est relié aux dispo- sitifs de réglage de la vitesse de l'extrudeuse (2, 3 et 4). 3 - Installation suivant la revendication 2, caractérisée en ce que le dispositif de mesure de la flèche des boucles de renvoi du dispositif de re- froidissement (14) est formé par des rampes lumineu- ses ou par un bras oscillant (15) raccordé à un poten- tiomètre (16).