Brevet FR2582982A1 — publié le 19861212

Aff.1 L'inventiin concerne une machine d'extrusion pour matières pouvant être filées en continu, à chaud ou à froid, telles que des matières thermoplastiques, caoutchouteuses ou autres, qui se présentent initialement sous forme visqueuse, pulvérulente, en grains, etc. On connait un assez grand nombre de types différents de machines d'extrusion, comprenant un seul fourreau cylin- drique logeant une seule vis entraînée en rotation autour de son axe à l'intérieur du fourreau, ou bien deux fourreaux à une seule vis reliés bout à bout, ou encore un fourreau contenant deux vis parallèles et imbriquées l'une dans l'autre, qui sont entraînées en rotation à la même vitesse et en sens contraire à l'intérieur du fourreau, ou encore un fourreau à deux vis parallèles relié à un autre fourreau contenant une seule vis. Ce dernier type de machine d'extrusion est actuellement préféré, en raison des nombreux avantages qu'il présente par rapport aux autres types de machines et qui sont bien connus des spécialistes. Toutefois, dans la technique actuelle, la disposition de deux vis parallèles dont les filets sont imbriqués les uns dans les autres à l'intérieur d'un même fourreau cylindrique pose encore des problèmes techniques qui ont été résolus, jusqu'à présent, par exemple en entraînant chaque vis au moyen d'un groupe motoréducteur qui lui est propre, le groupe moto- réducteur d'entraînement d'une vis étant placé à une extré- mité du fourreau contenant les deux vis, tandis que le groupe motoréducteur d'entraînement de l'autre vis est placé à l'autre extrémité de ce fourreau.Chaque vis prend appui sur un palier de butée axiale à l'une de ses extrémités et ces paliers de butée axiale qui ont été jusqu'à présent largement surdimensionnés, doivent être placés à des extrémités oppo- sées du fourreau pour des raisons d'encombrement. Il en résulte des difficultés de démontage de ces vis pour leur nettoyage, ce démontage entraînant nécessairement le démontage d'au moins un groupe motoréducteur d'entraînement. Par ailleurs, comme les vis et le fourreau sont en général à des températures très différentes lors du fonctionnement normal de la machine, les vis étant par exemple à une tempé- rature de l'ordre de 100 à 120 C tandis que le fourreau peut atteindre une température de 200 C, il est nécessaire d'uti- liser des moyens très complexes pour compenser les diffé- rences d'allongement par dilatation thermique entre les vis et le fourreau. Lorsque la machine d'extrusion comprend, comme indiqué plus haut, un premier- fourreau contenant une ou deux vis, raccordé à un second fourreau contenant une vis, il a été- jusqu'à présent nécessaire de disposer ces deux fourreaux perpendi- culairement l'un à l'autre, pour réduire la longueur du canal de transfert de matière entre ces deux fourreaux, l'encombre- ment des motoréducteurs d'entraînement aux extrémités du fourreau interdisant de les juxtaposer dans un même plan vertical. Il en résulte que l'encombrement au sol d'une machine de ce type est très important. La présente invention a pour objet une machine d'extrusion du type précité, qui ne présente aucun des inconvénients des machines correspondantes de la technique antérieure. Elle propose à cet effet une machine d'extrusion comprenant un premier fourreau cylindrique horizontal contenant deux vis parallèles entraînées en sens inverse à la même vitesse de rotation par des moyens motoréducteurs, des moyens d'alimentation du premier fourreau en matière première, un second fourreau horizontal relié au premier par un canal de transfert de matière et contenant une seule vis entraînée en rotation par des moyens motoréducteurs, caractérisée en ce que les moyens motoréducteurs d'entraînement des deux vis du premier fourreau sont montés sur une même extrémité de ce fourreau, et en ce que des butées axiales de ces deux vis sont montées à l'autre extrémité du premier fourreau. Ainsi, pour avoir accès aux vis logées dans le premier- fourreau, il suffit de démonter les butées axiales fixées à ladite autre extrémité du fourreau, et il n'est plus nécessaire de démonter les moyens motoréducteurs d'entraîne- ment de ces vis. Avantageusement, ces butées axiales sont logées dans un chapeau fixé de façon amovible à l'extrémité du premier fourreau. Selon une autre caractéristique de l'invention,-les extrémités des deux vis du premier fourreau, qui sont opposées auxdites butées axiales, sont montées libres en translation axiale par rapport à leurs moyens motoréducteurs d'entraînement. Cette disposition permet de s'affranchir, sans autres moyens, des différences de dilatation thermique longitudinale entre le fourreau et les deux vis qu'il contient. En effet, la différence d'allongement par dilatation thermique entre le fourreau et les vis est rattrapée par le coulissement axial des vis dans les pignons de leurs moyens motoréducteurs d'entraînement, les vis restant cependant solidaires en rotation de ces pignons. Corollairement, comme les vis du premier fourreau sont reliées à leurs moyens motoréducteurs d'entraînement à une même extrémité du fourreau et sont en appui sur les buttes axiales à l'autre extrémité du fourreau, il devient possible de faire circuler un fluide caloporteur, par exemple de l'huile, à l'intérieur des vis en reliant les canaux internes prévus à cet effet dans les vis à des moyens d'alimentation en fluide caloporteur, du côté de leurs extrémités associées aux butées axiales, de sorte que le fluide caloporteur peut circuler dans le même sens dans les deux vis parallèles, qui sont ainsi maintenues toutes les deux à la même température en tout point de leur longueur. Selon une autre caractéristique de l'invention, le premier fourreau contenant les deux vis parallèles est monté en porte-à-faux par une extrémité sur les moyens motoréducteurs t5 d'entraînement des deux vis. Ce montage en porte-à-faux, qui permet la dilatation thermique du fourreau, est rendu possible par le fait que les moyens motoréducteurs d'entraînement sont montés à une même extré- mité du fourreau et que l'autre extrémité de ce fourreau ne porte que les butées axiales des deux vis qu'il contient. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, les deux fourreaux précités sont parallèles et verticalement superposés. On réduit ainsi l'encombrement au sol de la machine d'extru- sion. Corollairement, le canal de transfert de matière entre les deux fourreaux est un conduit vertical d'une certaine longueur, qui est avantageusement muni de moyens de dégazage de la matière. On peut profiter de la longueur de ce conduit vertical de transfert pour l'équiper de moyens propres à acheminer la matière vers le second fourreau, ces moyens étant par exemple du type à galets, à cames, ou à vis, formant pompe ou accé- lérateur. En outre, ce conduit vertical peut être équipé de moyens d'accès à son volume interne, tels qu'une trappe de visite, ce qui permet le contrôle physique de l'état de la matière à l'intérieur de ce canal de transfert. Dans la description qui suit, faite à titre d'exemple, on se réfère au dessin schématique annexé, qui est une vue en élévation latérale d'une machine d'extrusion selon l'inven- tion. Cette machine comprend un bâti 10 supportant un moteur élec- trique 12 à vitesse variable, dont l'arbre de sortie 14 est relié par des moyens de transmission 16 à l'arbre d'entrée 18 d'un groupe réducteurinverseur 20 également supporté par le bâti 10 et à une extrémité duquel est monté un premier fourreau cylindrique 22 horizontal dans lequel sont logées, de façon classique, deux vis horizontales parallèles dont les filets sont imbriqués l'un dans l'autre et qui s'étendent sur toute la longueur du fourreau 22. A son extrémité opposée au groupe réducteur 20, le fourreau 22 comprend un chapeau 24 contenant les butées axiales des deux vis parallèles logées dans ce fourreau 22. Comme indiqué plus haut, les vis sont en général formées avec des canaux internes de circulation d'un fluide caloporteur, qui sont reliés, à leurs extrémités situées du côté des butées axiales, à des moyens d'alimentation et d'évacuation de ce fluide, qui sont désignés généralement par la réfé- rence 26. Au voisinage de son extrémité opposée au groupe réducteur 20, le fourreau 22 est également équipé d'une trémie 28 d'alimen- tation en matière première. De façon classique, le groupe réducteur 20 permet d'entraîner les deux vis logées dans le fourreau 22 à la même vitesse de rotation, mais en sens contraire, pour l'acheminement de la matière dans le sens indiqué par les flèches à l'intérieur de ce fourreau. Les extrémités des deux vis logées dans le fourreau 22, qui coopèrent avec les pignons du groupe réducteur 20, sont montées mobiles en translation axiale par rapport aux pignons de sortie du groupe réducteur 20. La machine comprend un second fourreau cylindrique horizontal , contenant une seule vis entraînée en rotation par un groupe réducteur 32 lui-même entraîné pat un moteur élec- trique 34 à vitesse variable, ce réducteur 32 et ce moteur 34 étant portés également par le châssis 10. Comme on le voit sur le dessin, les deux fourreaux 22 et 30 ont sensiblement la même longueur et sont verticalement superposés, le second fourreau 30 étant relié à son groupe réducteur d'entraînement 32 du même côté que le premier fourreau 22.Un conduit vertical 36, formant canal de transfert de la matière, relie les deux fourreaux 22 et 30, au voisi- nage de leurs extrémités fixées sur les groupes réducteurs et 32. Ce conduit vertical 36 a une certaine longueur, les deux fourreaux 22 et 30 ne pouvant être accolés en raison de l'encombrement de leurs groupes réducteurs respectifs 20 et 32. La longueur de ce conduit vertical 36 est mise à profit pour l'équiper de moyens conventionnels d'acheminement de matière, si nécessaire, formant pompe ou accélérateur, et qui sont par exemple du type à galets, à cames, à vis ou analogues. Ce conduit vertical 36 est également équipé de moyens de déga- zage de la matière, permettant l'évacuation de différentes vapeurs de la matière, soit sous vide, soit par communication directe avec l'atmosphère extérieure. Des moyens d'accès au volume intérieur de ce conduit vertical 36, tels qu'une porte de visite, peuvent être également prévus pour le contrôle physique de l'état de la matière. On peut encore profiter de la longueur de ce conduit vertical 36 pour introduire certains adjuvants spéciaux dans la matière, qui ne pourraient être introduits directement dans la machine par la trémie 28, par exemple en raison de leur instabilité à la chaleur. L'extrémité libre du second fourreau 30, opposée au groupe réducteur 32, est de façon classique munie d'une tête d'extrusion. Cette machine fonctionne de la façon suivante: La matière première est introduite dans la trémie 28 et de là dans l'extrémité gauche (sur le dessin) du premier fourreau 22. Elle est acheminée par les deux vis logées dans ce fourreau vers l'extrémité opposée du fourreau, jusqu'au niveau du conduit vertical de transfert 36. Dans le premier fourreau 22, la matière est essentiellement gélifiée et homogénéisée. Elle circule ensuite dans le canal de transfert 36, soit par gravité, soit sous l'action des moyens d'ache- minement dont ce canal de transfert peut être équipé, elle pénètre dans le second fourreau 30 au voisinage de son extrémité reliée au groupe réducteur 32, puis est déplacée vers la tête d'extrusion par la vis logée dans ce second fourreau. La fonction de ce dernier est essentiellement de réguler le débit de matière et de stabiliser la température de celle-ci, ainsi que d'engendrer la pression nécessaire d'extrusion de la matière. On comprend que cette machine présente un grand nombre d'avan- tages par rapport à la technique antérieure: - comme les paliers de butée axiale des deux vis du premier fourreau 22 sont situés à l'extrémité libre de ce premier fourreau, il est facile de les démonter et de les dégager de cette extrémité du fourreau, ce qui permet le démontage des vis logées dans ce fourreau; - la compensation de la différence de dilatation thermique longitudinale des vis et du fourreau est réalisée automa- tiquement, par coulissement axial des extrémités des vis dans les pignons du groupe réducteur 20; - l'alimentation des vis en liquide caloporteur se fait par leurs extrémités reçues-dans les paliers de butte axiale, de sorte que le fluide caloporteur circule dans le même- sens dans les deux vis logées dans le premier fourreau 22; - le fourreau 22 est monté en porte-à-faux par une extrémité sur le groupe réducteur 20, ce qui lui permet de se dilater longitudinalement en direction de son extrémité opposée comprenant les paliers de butée axiale des deux vis, en entraînant ainsi avec lui les deux vis qu'il contient et dont les extrémités opposées coulissent librement dans les pignons d'entraînement du groupe réducteur 20; - la disposition parallèle à superposition verticale des deux fourreaux 22 et 30 réduit l'encombrement au sol de la machine; - la longueur du canal vertical de transfert 36 permet de l'équiper des moyens nécessaires de dégazage de la matière, d'acheminement de la matière vers le second fourreau, d'introduction d'adjuvants spéciaux, et de contrôle de l'état de la matière. Revendications. 1.- Machine d'extrusion pour matières pouvant être - filées en continu, comprenant un premier fourreau (22) cylindrique horizontal contenant deux vis parallèles entraînées en sens inverse à la même vitesse de rotation par des moyens motoréducteurs (12,20), des moyens (28) d'alimentation du premier fourreau (22) en matière première, un second fourreau horizontal (30) relié au premier par un canal (36) de transfert de matière et contenant une seule vis entraînée en rotation par des moyens motoréducteurs (32,34), caractérisée en ce que les moyens motoréducteurs (20) d'entraînement des deux vis du premier fourreau (22) sont montés sur une même extrémité de ce fourreau (22) et en ce que des butées axiales de ces deux vis sont montées à l'autre extrémité du premier fourreau (22). 2.- Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdites butées axiales sont logées dans un chapeau (24) fixé de façon amovible à l'extrémité du premier fourreau (22). 3.- Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que les extrémités des deux vis du premier fourreau (22), qui sont opposées auxdites butées axiales, sont montées libres en translation axiale par rapport à leurs moyens motoréducteurs d'entraînement (20). 4.- Machine selon l'une des revendications précédentes, comprenant des moyens 426) d'alimentation des vis du premier fourreau (22) en fluide caloporteur, caractérisée en ce que ces moyens d'alimentation (26) sont reliés à des canaux internes de circulation du fluide prévus dans les vis, à l'extrémité de ces vis qui est opposée aux moyens moto- réducteurs (20), de sorte que le fluide caloporteur circule dans le même sens dans les deux vis parallèles du premier fourreau (22). 5.- Machine selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le premier fourreau (22) est monté en porte-à-faux par une extrémité sur les moyens moto- réducteurs d'entraînement (20) des deux vis qu'il contient. 6.- Machine selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les deux fourreaux (22,30) sont parallèles et verticalement superposés. 7.- Machine selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le canal de transfert de matière entre les deux fourreaux est un conduit vertical (36) d'une certaine longueur, muni de moyens de dégazage de la matière. 8.- Machine selon la revendication 7, caractérisée en ce que le conduit vertical (36) comprend des moyens d'achemine- ment de la matière vers le second fourreau (30), formant pompe ou accélérateur. 9.- Machine selon la revendication 7 ou 8, caractérisée en ce que le conduit vertical (36) comprend des moyens d'accès à son volume interne, tels qu'une trappe de visite par exemple, pour le contrôle physique de l'état de la matière.