Brevet FR2567796A1 — publié le 19860124

La présente invention se rapporte à un dispo sitif hydraulique de chargement ou d'alimentation ej;l pant un mélangeur interne destiné à l'élaboration de masses plastiques, en particulier du caoutchouc, comprtrlant une cheminée d'emplissage pouvant charger la chambre de mélangeage dans le-- bottier du mélangeur, un poussoir assurant le chargement, guidé à mouvements longitudinaux dans ladite cheminée et monté dans des paliers de coulissement d'une traverse de guidage, ainsi qu'un piston de pression qui peut être soumis à une force hydraulique en vue de l'actionnement dudit poussoir et est relié à une tige de piston. Un dispositif de chargement de ce genre est déjà connu d'après le brevet DE-C-532 718. Dans ce dispositif, la cheminée d'emplissage sert à la délivrance de caoutchouc brut et d'additifs pulvérulçnts comme par exemple du noir de carbone et du kaolin, ces substances délivrées étant introduites à chaque fois dans la chambre de mélangeage du mélangeur interne au moyen du poussoir commandable, et étant mélangées sous la charge de ce poussoir. Etant donné qu'un soulèvement et un abaissement répétitifs du poussoir sont nécessaires au cours du processus de chargement, des résidus de poussiere et de poudre s'accumulant sur le piston de pression et sur le système de guidage de ce piston parviennent également dans la région des garnitures d'étanchement et dans le système hydraulique fermé, ce qui provoque des détériorations après coup sur les garnitures d'étanchéité, sur les valves et dans la source de fluide sous pression. S'il advent une fuite de liquide, il est impossible de maintenir fermement le poussoir dans la position considérée adaptée au cycle opératoire, ce qui sc répercute néXastement sur une commande automatique des processus. Pour d'autres raisons, il est déjà connu d'après le brevet DE-C-735 '111 de prévoir un système de guidage du piston de pression séparé dans l'espace du poussoir et de la région de la cheminée d'emplissage, ce qui supprime une nuisance directe imposée aux garnitures d'étanchéité par des particules de poussière des substances délivres. Dans ce cas, l'accroissement nécessaire de la complexité de réalisation ainsi qu'une contrainte plus grande des systèmes de guidage coulissant du poussoir résultant d'une transmission de force par l'intermédiaire de bras de levier, impliquent des répercussions négatives. C'est pourquoi} on a préféré jusqu'à présent un actionnement pneumatique du piston de pression car, par suite de la compressibilité donnée de l'air, des pertes par fuites n'influercent que négligeamment la commande de ce piston et, par conséquent, la position respectivement prise par le poussoir.L'inconvénient réside alors, précisément à cause de la compressibilité du fluide sous pression, dans la longue durée de chargement et, corrélativement, dans la faible reproductibilité des temps de mélange dans le mélangeur interne, ce qui rend plus difficile une commande appropriée des processus techniques. L'invention a par conséquent pour objet de prévoir, de préférence, un dispositif hydraulique de chargement équipant un mélangeur interne muni d'un système hydraulique de guidage du piston de pression et de sa tige, ce système s'étendant dans l'axe longitudinal du poussoir, et étant à l'abri d'influences extérieures dans la cheminéé d'emplissage. Conformément à l'invention, cet objet est atteint par le fait que le piston de pression est maintenu fermement stationnaire au moyen de sa tige et est guidé dans l'espace interne d'un cylindre creux pouvant effectuer des glissements pa-r l'intermédiaire de la traverse de guidag-e et pouvant être relié au poussoir ; et par le fait que, cn vue .'té de l'actionnement dudit poussoir, la tige du piston présente des canaux qui s'étendent dans le sens de son axe longitudinal et sont destinés à l'admission et à l'évacuation du liquide sous pression. La disposition fixe, conformément à l'invention, du piston de pression et de son système de guidage dans un cylindre creux pouvant être relié au poussoir pe ;- de faire en sorte que la tige du piston plongeant dans le système hydraulique, ainsi que toutes les garnitures d'étanchement nécessaires à l'étanchéité dudit système hydraulique au voisinage de l'agencement de guidage du piston de pression, soient reléguées à l'extérieur de la zone de chargement du mélangeur interne. Ainsi, elles sont soustraites a l'influence directe de particules de poussière des substances délivrées, qui tourbillonnent se se déposent au cours du processus de chargement et lors du soulèvement du poussoir. Outre l'avantage d'une commande améliorée des processus techniques de chaque charge de mélange grâce à l'utilisation du dispositif hydraulique de chargement, il en résulte également de plus longues durées d'utilisation di système à piston de pression. A l'intérieur de la cheminée d'emplissage, entourée de manière tradi t tonnelle par la traverse de guidage et les parties latérales supportant cette dernière, se trouve uniquement le système de guidage coulissant du poussoir, lequel sys tèmc peut cependant être réalisé résistant dans une lclrgc mesure. Selon une autre forme de réalisation de l'invention, la tige du piston peut être articulée, au moyen de paliers hémisphériques, à une entretoise fixée par des tirants à la traverse de guidage. Cela permet d'obtenir, d'une manière simple, un système -de guidage du poussoir à la fois stable et compensant les tolérances des paliers de coulissement. Cette réalisation se caractérise en outre par un encombrement modeste et par une faible complexité de conception. Il en va de même pour une réalisation garantissant de surcroît une admission sûre du liquide sous pression, et selon laquelle la tige du piston peut comporter, en vue de former les canaux respectifs d'admission et d'évacuation, un alésage traversant dans lequel est incorporé un tube d'admission qui occupe une position concentrique par rapport à la paroi dudit alésage, et i- t en communication avec une tête répartitrice pouvant etre vissée dans l'extrémité frontale libre de la tige du piston. Dans une autre réalisation facilitant le montage du poussoir lourd au moyen d'instruments de levage, le cylindre creux peut etre muni, à sa face extreme pouvant etre reliée audit poussoir, d'une pièce cylindrique d'accouplement présentant un collet annulaire par l'intermédiaire duquel est guidé un capuchon annulaire taraudé assurant l'accouplement dudit poussoir. Enfin, selon une autre forme de réalisation dans laquelle le poussoir jouit, dans la cheminee d'emplissage, d'une mobilité équilibrée vis-à-vis du cylindre creux et du systeme de guidage coulissant de ce dernier, ledit poussoir peut être rendu solidaire par vissage de la pièce d'accou pliement, avec faculté de mouvement rotatoire assorti d'un jeu de toutes parts. L'inventiOn va a présent être décrite plus en détail à titre d'exemples nullement limitatifs, en regard des dessins annexés sur lesquels : la figure 1 est une coupe verticale d'un mélangeur interne muni d'un dispositif de chargement ; et la figure 2 est une coupe longitudinale du dispositif de chargement selon la figure 1. Dans le mélangeur interne d'apres la figure 1, un bottier 1, servant à loger deux pales 2 de mélangeage et de pétrissage à l'intérieur d'une chambre de mélangeage 3, renferme une cheminée d'emplissage 4 disposée vertica Iemciit par rapport au plan des axes des deux pales 2. En vis-a-vis de la cheminée d'emplissage 4, il est prévu un sas pivotant 5 destiné au vidage de la chambre de mélangeage 3-. Un po-ussoir 6, disposé dans la cheminée d'emplissage 4, permet le - chargement de la chambre 3 grâce à la charge qu'il impose, pour chaque processus de chargemment, par un soulèvement et un abaissement de ce poussoir 6. Le processus de chargement est commandé par un microprocesseur non représenté en détail sur les dessins, le cycle de fonctionnement du poussoir se décomposant en courtes périodes de durées différentes. Ainsi, pour le premier processus d'emplissage, le poussoir 6 est soulevé brièvement, puis abaissé pour l'introduction du caoutchouc brut. Le mélangeage aensuite lieu sous la charge du poussoir. Consécutivement, le poussoir 6 est a nouveau soulevé en vue de l'adjonction de substances pulvérulentes ( comme par exemple du noir de carbone et du kaolin) après quoi il est abaissé afin de reposer sur le mélange pendant une période plus longue lors du processus de mélangeage. Un tel cycle normal dure par exemple environ 80 s, la durée de maintien répété du poussoir dans sa position supérieure d'emplissage étant comprise entre 6 s et 15 s. En plus du cycle normal de fonctionnement du poussoir, l'on utilise différents cycles particuliers de 30 s à 60 s, par exemple pour l'incorporation répétitive des poudres, pour la ventilation du mélange, pour le brassage tournant de ce mélange, pour la ventilation à course complète, etc., cycles au cours desquels le poussoir doit être à maintes reprises soulevé, retenu et abaissé. La durée de ces cycles ne doit prendre que quelques secondes, voire même seulement des fractions de seconde dans le cas du brassage tournant du mélange. Pour pouvoir commander avec précision de tels cycles courts, la manoeuvre du poussoir 6 est assurée par l'intermédiaire d'un dispositif d'actionnement hydraulique 7. Comme le montre également la figure 2, ce dispositif est en appu.i contre une traverse de guidage 8 qui est fixée au boltier 1 du mélangeur au moyen de pièces latérales 9, et qui entoure intégralement la cheminée d'emplissage 4 avec étanchéité aux poussières. L'introduction de forces se produit dans l'axe longitudinal du poussoir 6. Le dispositif d'actionnement hydraulique 7 est illustré plus en détail sur la fi.. Le dispositif d'actionnement hydraulique 7 il.- siste en un piston de pression 11 coulissant dans un cylindre creux 10. et assujetti, au moyen d'une tige 12, à une entretoise 13. La fixation de cette entretoise 13 est assurée par des tirants 31 rendus solidaires de la traverse de guidage 8 par vissage. Le cylindre creux 10, guidé dans la traverse de guidage 8 par des paliers de coulissement 14, sert à loger, dans son espace interne 15, une pièce d'accouplement 16 pourvue d'un collet annulaire 17. La retenue du poussoir 6 est assurée par l'intermédiaire de ce collet annulaire 17, par un capuchon annulaire taraudé 18 pouvant être solidarisé par vissage avec ledit poussoir 6.Un jeu ou interstice 20 suffisamment grand, réservé entre un logement 19 du poussoir 6, la pièce d'accouplement 16 et le collet annulaire 17, autorir;c: til,C rotation et 'un guidage exempts de coincement tant du poussoir 6 proprement dit, que du cylindre creux 10 dans les paliers de coulissement 14. Des douilles de guidage 21 ou un fourreau de serrage 22, respectivement, installés à l'extrémité du cylindre creux 10 tournée vers la face extrême et logeant le piston de pression, et entre lesquels sont emprisonnées des bagues d'étanchement 23, servent à guider la tige 12 dudit piston avec faculté de coulissement et avec étanchéité aux liquides. Des bagues 24, 25 de glissement et d'étanchement sont également serrées à l'aide d'écrous de blocage à la face extrême du piston de pression 11 Pour pourvoir exercer alternativement de part et d'autre une action sur le piston de pression 11, la tige 12 de ce pis-ton possède un alésage traversant 28 qui s'étend selon l'axe longitudinal de cette tige, et dans lequel un tube d'admission 29 occupe une position fixe à distance- de la paroi dudit alésage. Un canal d'admission 30 ainsi délimité sert aussi bien à admettre le liquide sous pression dans le cylindre creux 10 (et par conséquent à abaisser le poussoir 6), qu'a évacuer ledit liquide sous pression lors du soulèvement dudit poussoir 6. Un effet identique est exercé par un canal d'admission 30' par l'intermédiaire duquel s'opèrent un actionllement postérieur et un soulagement du piston de pression 11. La tige 12 du piston est fixée, dans l'entretoise 13, par l'entremise de paliers hémisphériques 32 et 32' qui garantissent un degré de liberté suffisant pour compenser un jeu de coulissements et des tolérances de fabrication. L'afflux du liquide sous pression dans le cylindre creux 10 et l'évacuation dudit liquide hors de ce cylindre sont assurés par l'intermédiaire d'une tête répartitrice 33 qui est vissée sur ladite tige 12 avec herméticité à la pression, et est pourvue de raccords respectifs 34 et 34' à liquide sous pression. la commande de ce liquide sous pression a lieu par l'entre mise d'un distributeur 36 du type deux voies, raccordé a une source de pression 37. Une valve d'étranglement réglable 38 ou 38', respectivement, sert alors à réguler la vitesse de la course du piston de pression 11. Des interrupteurs 35 de fin de course ou. respectivement, des cames de commande 39 sont prévus pour limiter par commande la course du piston de pression (et par conséquent la course du poussoir 6). L'on obtient de la sorte que le poussoir puisse être rapidement amené par commande a' chaque position souhaitée, et maintenu à coup sûr dans cette position. En mode de fonctionnement hydraulique que du piston de pres- sion, lorsque tous les organes d'étanchement occupent une position à l'abri des influences de la poussière e t de la crasse, l'introduction de forces dans le poussoir s opère avantageusement dans le sens de l'axe longitudinal. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au dispositif décrit et représenté, sans sortir du cadre. de l'invention. REVENDICATIONS 1. Dispositif hydraulique d'alimentation ou de chargement équipant un mélangeur interne pour l'élabor:,- tion de masses plastiques, en particulier du caoutchou comprenant une cheminée d'emplissage pouvant charg-er la chambre de mélangeage dans le bottier du mélangeur, un poussoir) qui assure le chargement, est guidé à mou vements longitudinaux dans ladite cheminée et est monté dans des paliers de coulissement d'une traverse de guidage, ainsi qu'un piston de pression relié à une tige de piston et pouvant être soumis à une force hydraulique en vue de l'actionnement dudit poussoir, dispositif caractérisé par le fait que ledit piston de pression (11) occupe une position stationnaire grâce à ladite tige (12), et est guidé dans l'espace interne d'un cylindre creux (10) qui peut être relié audit poussoir (6) et peut accomplir des coulissements par l'intermédiaire de la traverse de guidage (8) ; et par le fait que, en vue de l'action nement dudit poussoir, la tige (12) du piston présente des canaux (30, 30') qui s'étendent dans le sens de son axe longitudinal et sont destinés à l'admission et à l'évacuation du liquide sous pression. 2. Dispositif de chargement selon la revendica tion 1, caractérisé par le fait que la tige (12) du piston est articulée, au moyen de paliers hémisphériques (32, 32'), à une entretoise (13) fixée à la traverse de guidage (8) par l'intermédiaire de tirants (31). 3. Dispositif de chargement selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que la tige (12) du piston présente, en vue de délimiter les canaux (30, 30') d!admission et d'évacuation, un alésage traversant dans lequel est incorporé un tube d'admission (29) qui occupe une position concentrique par rapport a la paroi dc cet alésage, et communique avec une tête répartitrice (33) pouvant être vissée dans l'extrémité frontale libre de ladite tige (12) du piston. 4. Dispositif de chargement selori la revendica tion 1, caractérisé par le fait que le cylindre creux (10) est muni, à sa face extrême pouvant être reliée au cylindre poussoir (6) d'une pièce cylindrique daccouplement (16) dotée d'un collet annulaire (17) par l'intermédi,. duquel est guidé un capuchon annulaire taraudé (18) assurant l'accouplement dudit poussoir (6). 5. Dispositif de chargement selon la revendication 4, caractérisé par le fait que le poussoir (6) est rendu solidaire par vissage de la pièce d'accouplement (16), avec faculté de mouvement rotatoire assorti d'un jeu de toutes parts..