Brevet FR2589781A1 — publié le 19870515

PROCEDE DE CHANGEMENT DE COULEUR EN COURS D'EXTRUSION D'UNE GAINE AUTOUR D'UN CONDUCTEUR, ET DISPOSITIF POUR LA MISE EN OEUVRE DE CE PROCEDE La présente invention concerne un procédé de changement de couleur en cours d'extrusion d'une gaine en matière synthétique autour d'un conducteur, avec utilisation de deux extrudeuses agencées pour être raccordées à une même tête d'extrusion et l'alimenter. L'invention concerne également un dispositif d'extrusion pour la mise en oeuvre de ce procédé. En plus de la grande diversité dans les types de fils et de câbles électriques isolés que les utilisateurs demandent à l'industrie de la c blerie, chaque type de câble ou de fil peut avoir une gaine de diverses couleurs à des fins d'identification des conducteurs. On peut utiliser jusqu'à onze couleurs, seules ou en combinaison. Or, les utilisateurs demandent souvent aux fabricants, notamment dans le domaine de câbles spéciaux, de fabriquer des quantités relativement petites de fils isolés par une gaine d'une couleur déterminée, ce qui pose d'énormes problèmes de fabrication. En effet, il est pratiquement impossible d'avoir en stock tous les types de produits et dans toutes les couleurs. Dans une ligne d'isolation par extrusion d'une gaine en matière synthétique, chaque fois qu'il faut changer de couleur de gaine, les têtes d'extrusion et les extrudeuses qui leur fournissent sous pression la matière synthétique doivent être entièrement purgées, afin que la couleur précédente n'influence plus la nouvelle couleur de la gaine extrudée sur le conducteur, Cette opération de purge nécessite en général un arrêt de la ligne d'isolatioa, ctest-å-dire une perte sensible de rendement des équipements de fabrication. En outre, cette purge occasionne une importante quantité de déchets, lesquels ne sont généralement pas réutilisables puisque leur couleur n'est pas pure. Or, ces matières premières sont relativement conteuses et représentent une part importante du coût du produit fini. Par conséquent, chaque opération de changement de couleur augmente le prix unitaire du pro duit, surtout pour un produit fabriqué en petite quantité. Une solution permettant de limiter le volume des déchets consiste à charger dans l'extrudeuse la matière synthétique de la nouvelle couleur pendant qu'on continue à produire une gaine de l'ancienne couleur avec le solde de matière se trouvant dans la machine. Toutefois, il subsiste quand même une importante quantité de matière ayant une couleur batarde et devant être évacuée soit par une purge avec arrêt de la fabrication, soit par fabrication d'une gaine de rebut. Une autre solution proposée pour remédier à cette situation prévoit l'utilisation de deux extrudeuses au lieu d'une seule, raccordées à la même tête d'extrusion. Pendant qu'une machine travaille, l'autre est purgée et préparée pour la nouvelle couleur. Cette solution permet d'éviter des arrêts de la ligne d'isolation, mais elle demande deux machines dont une seule travaille et elle ne réduit pas le volume des déchets lors d'un changement de couleur. La présente invention a donc pour but de fournir un procédé et un dispositif de changement de couleur en cours d'extrusion d'une gaine, permettant d'éviter des arrêts de la ligne de fabrication, de supprimer dans une large mesure la production de déchets et d'assurer ainsi que de petites longueurs peuvent être fabriquées d'une manière économique. Dans ce but, le procédé selon l'invention est caractérisé en ce que l'on utilise une tête d'extrusion à double couche, prévue pour être alimentée simultanément en matière d'une première couleur par la première extrudeuse et en matière d'une seconde couleur par la seconde extrudeuse, en ce que l'on extrude une gaine bicouche comprenant une couche intérieure de la seconde couleur et une couche extérieure de la première couleur, et en ce que l'on permute en cours d'extrusion les raccordements respectifs d'alimentation entre les deux extrudeuses et la tête d'extrusion, de manière à permuter les couleurs respectives des deux couches. Selon une forme particulière du procédé, la seconde extrudeuse débite initialement dans la tête d'extrusion de la matière d'une couleur quelconque, puis on charge la matière de la seconde couleur dans cette seconde extrudeuse, et l'on effectue ensuite ladite permutation des raccordements d'alimentation lorsque la seconde extrudeuse ne débite plus que de la matière de la seconde couleur. De la sorte, la totalité de la matière de couleur bâtarde produite par mélange dans la seconde extrudeuse peut être utilisée pour la fabrication de la couche intérieure de la gaine, au lieu de représenter un déchet. Selon une autre forme particulière du procédé, après ladite permutation des raccordements d'alimentation, on alimente la tête d'extrusion uniquement par la seconde extrudeuse, de façon à extruder une gaine faite entièrement de matière de la seconde couleur pendant que l'on évacue de la première extrudeuse le solde de matière de la première couleur. Cet aspect du procédé montre qu'il est possible de continuer la fabrication pendant que l'une des extrudeuses est mise hors service. Pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, il est prévu un dispositif d'extrusion comprenant une première et une seconde extrudeuse, ainsi qu'une tête d'extrusion pourvue d'un premier et d'un second conduit d'entrée pour les matières synthétiques a extruder. Ce dispositif est caractérisé en ce que les deux extrudeuses sont raccor dées à la tête d'extrusion par un distributeur commun comportant un corps, un organe mobile et des moyens de commande de cet organe mobile, et en ce que cet organe mobile comporte au moins une paire de canaux directs, mettant en communication la première extrudeuse avec le premier conduit d'entrée et respectivement la seconde extrudeuse avec le second conduit d'entrée dans une position déterminée dudit organe mobile, et une paire de canaux inverses, mettant en communication la première extrudeuse avec le second conduit d'entrée et respectivement la seconde extrudeuse avec le premier conduit d'entrée dans une autre position dudit organe mobile. De préférence, ledit organe mobile comporte en outre des canaux ~ de purge, agencés pour mettre en communication la première et/ou la seconde extrudeuse avec des conduits d'évacuation. Selon une premiere-forme de réalisation, ledit organe mobile est un boisseau rotatif ayant une forme sensiblement cylindrique. De préfé- rence, les extrémités des canaux inverses sont décalées de gO' répar- tis par rapport aux extrémités des canaux directs, et les moyens de commande du distributeur comportent un moteur fonctionnant dans un seul sens de rotation. Selon une autre forme de réalisation, ledit organe mobile est un tiroir agencé pour coulisser dans le corps du distributeur. Ce tiroir peut aussi avoir une forme sensiblement cylindrique. La présente invention et ses avantages seront mieux compris à l'aide de la description d'une forme de réalisation préférée et de diverses variantes, cette description étant donnée ci-dessous à titre d'exemple et en référence aux dessins annexés, dans lesquels La figure t est une vue générale en plan d'un dispositif selon l'invent on, La figure 2 est une vue en coupe schématique d'une tête d'extrusion et d'un distributeur rotatif appartenant au dispositif de la fig. 1 et représenté dans une première position de fabrication, Les figures 3 à 5 sont des vues analogues à la fig. 2 et représentent d'autres positions de fabrication, Les figures 6 et 7 sont des vues analogues à la fig. 2, représentant deux positions de purge, et La figure 8 est une vue en coupe schématique d'un distributeur à tiroir. En référence a la fig. l, le dispositif selon l'invention comprend une première extrudeuse 1 et une seconde extrudeuse 2, une tête d'extrusion 3 et un distributeur 4 qui est raccordé à la fois aux deux extrudeuses 1 et 2 et à la tête d'extrusion 3. Le distributeur 4 est commandé notamment au moyen d'un moteur électrique 5 et d'un réducteur 6 équipé d'un système d'indexage. Les extrudeuses 1 et 2 sont de type classique; elles comportent une trémie d'alimentation respective 11, 21 dans laquelle on déverse la matière synthétique brute que ltextru- deuse va chauffer et délivrer sous pression à la tête d'extrusion 3, d'une manière qui sera décrite plus loin plus en détail.Un conducteur 7 defile suivant la flèche F à travers la tête d'extrusion 3, au moyen de laquelle une gaine isolante 8 en matière synthétique est extrudée autour du conducteur 7. La tête d'extrusion 3 représentée schématiquement sur les figures est une tête du type bien connu à double couche, permettant de former sur le conducteur 7, en une seule opération d'extrusion, une gaine de matière synthétique comprenant une couche intérieure 81 et une couche extérieure 82 qui peuvent être de couleurs différentes mais dont la seule la couche extérieure 82 est visible. Le cas échéant, cette tête d'extrusion peut aussi comporter un dispositif additionnel pour incruster des bandes colorées d'identification sur la surface extérieure de la gaine. Dans tous les cas, la tête d'extrusion 3 comporte un premier conduit d'entrée 31, recevant normalement la matière synthétique destinée a former la couche extérieure 82 de la gaine, et un second conduit d'entrée 32 recevant normalement la matière synthétique destinée à former la couche intérieure 81. Le distributeur 4, dans sa forme de réalisation préférée illustrée par les figures 2 à 7, comporte un corps métallique 41 pourvu d'un alésage central essentiellement cylindrique, de deux conduits d'entrée 42 et 43 qui sont raccordes respectivement aux extrudeuses 1 et 2, et de deux conduits de sortie 44 et 45 qui sont raccordés respectivement aux conduits d'entrée 31 et 32 de la tête d'extrusion. Dans l'exemple illustre ici, le corps 41 comporte également deux conduits latéraux d'évacuation 46 et 47. Ces six conduits débouchent dans l'alésage central du corps 41 en des points qui sont situés dans un même plan transversal par rapport à cet alésage et qui sont décalés entre eux de 60'. Un boisseau essentiellement cylindrique 50 est monté de manière rotative dans l'alésage central du corps 41. Ce boisseau renferme plusieurs groupes de canaux agencés pour faire communiquer de manière sélective les conduits d'entrée 42 et 43 avec les conduits de sortie ou les conduits d'évacuation du distributeur. Deux canaux directs 51 et 52, parallèles entre eux, sont agencés pour relier d'une part le conduit d'entrée 42 au conduit de sortie 44, et d'autre part le conduit d'entrée 43 au conduit de sortie 45, dans la position du boisseau 50 représentée sur la fig. 2. De cette maniera, le distributeur 4 fait communiquer la première entrée 31 de la tête d'extrusion avec l'extrudeuse 1, fournissant de la matière suivant la flèche A.En même temps, la seconde extrudeuse, fournissant de la matière suivant la flèche B, est mise en communication avec la seconde entrée 32 de la tête d'extrusion. Le boisseau renferme également deux canaux inverses 53 et 54 qui sont également disposés de manière à communiquer simultanément avec les conduits d'entrée 42 et 43, mais qui se croisent sans se couper à l'axe du boisseau de manière à faire communiquer respectivement, dans la position illustrée par la fig. 3, le conduit d'entrée 42 avec le conduit de sortie 45, et le conduit d'entrée 43 avec le conduit de sortie 44. Dans cette position du boisseau 50, la première extrudeuse alimente suivant la flèche A la couche intérieure 81 de la gaine, tandis que la seconde extrudeuse alimente suivant la flèche B la couche extérieure 82. Le boisseau 50 doit effectuer une rotation de 90' pour passer de la position de la fig. 2 à celle de la fig. 3 et réciproquement. En outre, le boisseau 50 renferme quatre canaux de purge 55 à 58 qui comportent chacun un orifice d'entrée situé sur la périphérie du boisseau, dans le même plan que les orifices des canaux 51 à 54, et un orifice de sortie situé sur une face frontale du boisseau. Il faut remarquer que tous les orifices situés sur la périphérie du boisseau sont décalés entre eux de 30', de sorte qu'à chaque rotation de 30@ du boisseau~50, chacun des conduits d'entrée 42 et 43 communique avec un nouveau canal. Le boisseau 50 est actionné et positionné de manière appropriée par l'ensemble motoréducteur 5, 6, le dispositif d'indexage qui lui est associé et éventuellement un appareillage de commande à distance qui coordonne l'ensemble du fonctionnement de la ligne d'isolation. Ces éléments sont connus dans le domaine technique considéré et leur construction n'a pas besoin d'être décrite ici en détail. Grâce à la disposition symétrique des canaux dans le boisseau, celui-ci peut tourner toujours dans le même sens, ce qui permet d'utiliser un moteur peu coûteux. Pendant le fonctionnement, le distributeur 4 est maintenu à une température suffisante, tout comme la tête d'extrusion 3, au moyen d'éléments chauffants (non représentés) qui sont généralement disposés sur ses faces extérieures. Ainsi, la matière synthétique se trouvant dans les différents canaux du distributeur reste suffisamment chaude et fluide. Les figures 2 et 3 illustrent deux phases essentielles du procédé selon l'invention. La position directe du boisseau 50, représentée sur la fig. 2, est considérée ici comme point de départ du processus de changement de couleur, lequel consiste essentiellement à changer la couleur de la gaine extérieure 82, c'est-a-dire la couleur apparente du câble gaine. Avant le changement, la gaine extérieure 82 présente la première couleur, à savoir celle de la matière débitée par la première extrudeuse 1. Dans la phase illustrée par la fig. 2, la seconde extrudeuse 2 débite déjà de la matière présentant la seconde couleur, c'est-à-dire la future couleur de la gaine extérieure après le changement. Le changement de couleur s'opère par une rotation rapide de 90 du boisseau 50, qui tourne dans le sens de la flèche C de la fig. 3 et prend la position représentée par cette figure. Les matières synthétiques débitées par les extrudeuses 1 et 2 circulent alors dans les canaux inverses 53 et 54 et chassent devant elles, a l'intérieur de la tête d'extrusion 3, les soldes de matière de couleurs différentes qui s'y trouvent. Bien entendu, un mélange de matières de couleur diffé- rente peut se produire, mais avec ce dispositif il est limité au faible volume de matière synthétique se trouvant dans la tête d'extrusion 3. Ce petit volume 83 est représenté en hachures croisées sur la fig. 3. il est rapidement évacué de la tête sous forme d'un tronçon de gaine de rebut qui est relativement court.En fait, seuls les mélanges de couleur apparaissant dans la couche extérieure 82 de la gaine sont réellement gênants. Avant la permutation des couleurs, quand le boisseau 50 se trouve dans la position de la fig. 2, la seconde extrudeuse pouvait débiter (suivant la flèche B) une matière d'une autre couleur. On charge simplement cette extrudeuse avec de la matière de la seconde couleur et on laisse partir dans la couche intérieure 81 de la gaine tout le solde de l'ancienne couleur et la matière dans laquelle les deux couleurs successives sont mélangées. Des que la seconde extrudeuse ne débite plus que de la matière de couleur pure, on peut opérer le changement de couleur en faisant tourner le boisseau 50 de 90', jusqu'à la possi- tion de la fig. 3. Dans cette position, on peut ensuite charger la première extrudeuse d'une matière de couleur différente. Les figures 4 et 5 illustrent deux modes d'utilisation du dispositif selon l'invention pour extruder une gaine ne comportant qu'une seule couche. Dans le cas de la fig. 4, la matière débitée suivant la flèche B par la seconde extrudeuse est dirigée par le canal inverse 53 vers le premier conduit d'entrée 31 de la tête d'extrusion, tandis que la première extrudeuse se trouve en situation de purge à travers le conduit de purge 55 du boisseau 50, de sorte que le second conduit d'entrée 32 de la tête d'extrusion n'est plus alimenté. On extrude ainsi autour du conducteur 7 une gaine monocouche épaisse 8'. On peut ensuite, par une rotation de 60' du boisseau 50 dans le sens de la flèche C, rétablir l'alimentation du conduit d'entrée 32 sans changer la couleur apparente de la gaine. Dans le cas de la fig. 5, seul le second conduit d'entree 32 de la tête d'extrusion 3 est alimente en matière synthétique, suivant la flèche A. Une filière de réduction 33 adaptée dans la tête d'extrusion permet de réaliser ainsi une gaine monocouche mince 8''. Pendant ce temps, la seconde extrudeuse est purgée suivant la flèche B a travers le conduit de purge 55 du boisseau 50. Les figures 6 et 7 représentent a titre d'exemple deux autres positions du boisseau 50 permettant de purger simultanément la première extrudeuse flèche A) et la seconde extrudeuse (fleche B) pendant une interruption de la fabrication. il est évident que les conduits d'évacuation 46 et 47 ou d'autres conduits disposés en face de la face frontale du boisseau 50 peuvent être raccordés à des dispositifs de récupération de la matière synthétique, notamment pour la recycler dans les extrudeuses. Les positions du distributeur représentées sur les figures 6 et 7 permettent également d'effectuer une purge périodique dans les canaux directs 51 et 52. La figure 8 représente en coupe transversale une forme de réalisation d'un distributeur 4 dans lequel l'organe mobile est un tiroir 60 coulissant dans le corps 41. Le tiroir représenté a une forme essentiellement cylindrique, qui est facile à usiner, mais il pourrait évidemment avoir une section transversale différente. Deux canaux directs parallèles 61 et 62 sont disposés dans un plan transversal du tiroir 60, tandis que deux canaux inverses 63 et 64, semblables aux canaux 53 et 54 décrits précédemment, ont des orifices respectifs qui sont situés dans un autre plan transversal du tiroir, de manière qu'un coulissement du tiroir 60 dans la direction perpendiculaire au plan de la figure permet de permuter l'alimentation des conduits d'entrée 31 et 32 de la tête d'extrusion 3 à partir des conduits d'entrée 42 et 43 du distributeur.Le cas échéant, le tiroir 60 pourrait aussi comporter des conduits de purge, ayant leurs orifices d'entrée dans d'autres plans transversaux que ceux des conduits 61 à 64. La description qui précède montre qu'un dispositif selon l'invention permet d'effectuer des changements de couleur très rapidement, sans arrêter la fabrication et sans avoir des quantités importantes de déchets de matière première ou de produit de rebut. En outre, ce dispositif est une construction particulièrement simple et peu coû- teuse et il peut facilement être assujetti a une commande automatique. La présente invention n'est pas limitée aux formes de réalisation décrites ci-dessus à titre d'exemples, mais elle peut faire l'objet de diverses modifications et variantes évidentes pour l'homme de l'art. Par exemple, pour faciliter la réalisation des canaux croisés dans le boisseau, les conduits de sortie 44 et 45 du distributeur pourraient être disposés dans des plans transversaux différents. Par ailleurs, un dispositif similaire peut être utilisé pour les changements de couleur des bandes superficielles d'identification. Revendications 1. Procédé de changement de couleur en cours d'extrusion d'une gaine en matière synthétique autour d'un conducteur, avec utilisation de deux extrudeuses agencées pour être raccordées à une même tête d'extrusion et l'alimenter, caractérisé en ce que l'on utilise une tête d'extrusion à double couche, prévue pour être alimentée simultanément en matière d'une première couleur par la première extrudeuse et en matière d'une seconde couleur par la seconde extrudeuse, en ce que l'on extrude une gaine bicouche comprenant une couche intérieure de la seconde couleur et une couche extérieure de la première couleur, et en ce que l'on permute en cours d'extrusion les raccordements respectifs d'alimentation entre les deux extrudeuses et la tête d'extrusion, de manière à permuter les couleurs respectives des deux couches. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la seconde extrudeuse débite initialement dans la tête d'extrusion de la matière d'une couleur quelconque, puis on charge la matière de la seconde couleur dans cette seconde extrudeuse, et l'on effectue ensuite ladite permutation des raccordements d'alimentation lorsque la seconde extrudeuse ne débite plus que de la matière de la seconde couleur. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que, après ladite permutation des raccordements d'alimentation, on alimente la tête d'extrusion uniquement par la seconde extrudeuse, de façon à extruder une gaine faite entièrement de matière de la seconde couleur pendant que l'on évacue de la première extrudeuse le solde de matière de la première couleur. 4. Dispositif d'extrusion pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, comprenant une première et une seconde extrudeuse, ainsi qu'une tête d'extrusion pourvue d'un premier et d'un second conduit d'entrée pour les matières synthétiques à extruder, caractérisé en ce que les deux extrudeuses (1 et 2) sont raccordées à la tête d'extrusion (3) par un distributeur commun (4) comportant un corps (41), un organe mobile (50, 60) et des moyens de commande (5, 6) de cet organe mobile, et en ce que cet organe mobile comporte au moins une paire de canaux directs (51 et 52, 61 et 62), mettant en communication la première extrudeuse (1) avec le premier conduit d'entrée (31) et respectivement la seconde extrudeuse (2) avec le second conduit d'entrée (32) dans une position déterminée dudit organe mobile, et une paire de canaux inverses (53 et 59. 63 et 64), mettant en communication la première extrudeuse avec le second conduit d'entrée et respectivement la seconde extrudeuse avec le premier conduit d'entrée dans une autre position dudit organe mobile. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit organe mobile (50) comporte en outre des canaux de purge (55 à 57) agencés pour mettre en communication la première (1) et/ou la seconde extrudeuse (2) avec des conduits d'évacuation (46, 47). 6. Dispositif selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que ledit organe mobile est un boisseau rotatif (50) ayant une forme sensiblement cylindrique. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que les extrémités des canaux inverses (53, 54) sont décalées d'un angle de 90' par rapport aux extrémités des canaux directes (51, 52). 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que les moyens de commande du distributeur comportent un moteur (5) fonctionnant dans un seul sens de rotation. 9. Dispositif selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que ledit organe mobile est un tiroir (60) agencé pour coulisser dans le corps (41j du distributeur. 10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que ledit tiroir (60) a une forme sensiblement cylindrique.