Brevet FR2593111A1 — publié le 19870724

La presente invention se rapporte a la fa- brication de feuilles comprenant des couches superpo- sees de mateière thermoplastique ou autre, par extru- sion simultanée de divers matériaux, puis par réunion de ceux-ci avant leur introduction dans une filière. Pour réunir les matériaux en évitant leur mélange, on les introduit en des écoulements coaxiaux, ou tout au moins parallèles, dans le canal d'entrée d'une filière. L'utilisation d'écoulements cy- lindriques coaxiaux permet d'obtenir une feuille comprenant une couche interne et au moins une couche en enveloppe autour de cette couche interne. La feuil- le est toujours constituée par un matériau sandwich dans lequel les couches sont disposées de façon symé- trique ou non par rapport à la couche interne. Pour remédier a cela, on a déja envisagé de disposer sur le trajet des écoulements des cloisons radiales de façon a diviser les écoulements extérieurs et a permettre d'injecter des matières différentes de chaque côté de la couche interne. Dans d'autres cas, on utilise des conduits paralleles séparés par des cloisons, dans lequels on introduit les différentes matières qui ne viennent en contact l'une de l'autre qu'au bout d'un certain trajet parallèle de façon a éviter tout risque d'écoulement turbulent et de mélan- ge. On connait également dans le FR-A-2.437.289, au nom de la Demanderesse, un dispositif d'alimenta- tion d'une filière de fabrication de feuilles en ma- tière thermoplastique multicouches qui est raccordé a au moins deux extrudeuses de matière thermoplastique et dans lequel plusieurs écoulements de matière sont réunis dans un canal central raccordé a l'entrée de la filière. Ce dispositif comporte un ensemble d'éléments Uuxtaposés définissant le canal central, un bloc d'en- trée dlisposé a une extrémité dudit ensemble et dans lequel sont pratiques des passages raccordés respecti- vement aux extrudeuses, chaque élément comportant au moins un canal radial débouchant dans le canal central et communiquant avec l'un des passages du bloc d'en- trée, éventuellement par l'intermédiaire de passages pratiqués dans les éléments situés en aval par rap- port a l'écoulement de la matière. Grâce a cette disposition, chaque élément de l'ensemble d'éléments juxtaposés est affecté a une couche ou a des couches bien déterminées du boudin de matière multicouches introduit dans la filière. Cette disposition implique une arrivée suc- cessive de chacun des flux sur ce boudin central de matière qui sera luimême finalement introduit dans la filière. La regularité et l'homogénéité du boudin fourni a la filière dépendent notamment de celles des extrudeuses, des viscosités relatives des matières plastiques utilisées et également des dimensions des divers canaux et passages d'alimentation. Par ail- leurs, les profils des divers passages et canaux dé- terminent dans une mesure importante la forme de la section transversale de la veine de matière apportée au boudin principal dans le canal central. Par conséquent, la forme de la section transversale des différentes veines du boudin de sor- tie doivent être choisies au préalable par le dimen- sionnement approprié des passages et des canaux. D'autre part, pour adapter un élément déter- miné a un matériau déterminé fourni par les extrudeu- ses, il faut changer la forme des passages radiaux de l'élément correspondant. Par conséquent, ces opéra- 2593 1 1 1 tions d'adaptation doivent être effectuees avant le fonctionnement de l'installation, en procédant au dé- montage du dispositif. Pendant le fonctionnement, la répartition du matériau de chaque couche sur la surface du materiau adj3acent peut étre corrigée par une modification de la viscosité relative des matériaux par réglage de tempé- rature des matières introduites. Or, la plage de réglage de la température est étroite, car pour une température trop basse, on risque d'obstruer les passages radiaux des anneaux, et pour une température trop élevée, on risque de brûler la matière. De plus, le temps de réaction a la suite de chaque changement de température est relativement long, si bien que ce seul moyen de réglage en fonc- tionnement ne permet pas d'obtenir une précision sa- tisfaisante du profil des différentes couches de façon rapide et aisée. L invention a pour but de fournir un dispo- sitif de répartition de la matière thermoplastique in- troduite pour l'alimentation d'une filière de forma- tion de feuilles multicouches, dont la construction est très simple et qui permet, moyennant une opération facile a exécuter, de régler et d'ajuster pendant le fonctionnement le profil des différentes veines de ma- tière dans le répartiteur de façon a obtenir la répar- tition adéquate en sortie de la filière. L invention a donc pour objet un dispositif de répartition de la matière thermoplastique introdui- te dans un ensemble d'alimentation d'une filière de fabrication de feuilles multicouches qui est raccordé a au moins deux arrivées de matière thermoplastique et qui comporte un ensemble d'éléments juxtaposés de ma- nière a définir un canal central raccordé a l'entrée 2 5 9 3 1 1 1 de la Fillere, un bloc d'entrée disposé a une extreml- té dudit ensemble d'élements juxtaposés et dans lequel sont pratiqués des passages raccordés respectivement auxdites arrivées, chaque élément comportant au moins un canal radial débouchant dans ledit canal central et communiquant avec l'un des passages du bloc d'entrée, ce dispositif de répartition étant caractérisé en ce qu'il comporte au niveau du canal radial d'arrivée de la matière supplémentaire introduite sur la matière réceptrice préalablement introduite dans le canal cen- tral, un organe de réglage disposé dans chaque élément correspondant de l'ensemble d'alimentation, de façon à modifier instantanément la forme de la section trans- versale de la veine de matière correspondante dans le canal central pour obtenir la répartition souhaitée de cette matière dans la feuille a la sortie de la filiè- re. Selon une autre caractéristique de l'inven- tion. l'organe de réglage comporte des moyens pour di- riger la matière supplémentaire provenant du canal ra- dial vers le canal central et des moyens pour régler la largeur de la veine de la matière introduite par rapport a la largeur dudit canal central, en fonction de la viscosité relative de la matière supplémentaire injectée, de la viscosité relative de la matière réceptrice et des températures d'utilisation de chacune des matières. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va sui- vre, donnée a titre d'exemple non limitatif et en re- gard des dessins annexes, sur lesquels: - la figure 1 est une représentation schéma- tique d'une installation de fabrication de feuilles multicouches en matière thermoplastique; - la figure 2 est une représentation schema- tique en perspective de l'ensemble-d'alimentation muni du dispositif de répartition conforme à l'invention; - la figure 3 est une vue en coupe dans un plan perpendiculaire a l'axe du canal central du dis- positif de répartition conforme a l'invention; - la figure 4 est une vue en coupe axiale selon la ligne IV-IV de la figure 3; - la figure 5 est une représentation schéma- tique montrant les différentes positions du dispositif de repartition conforme a l'invention; - la figure 6 est une vue d'un autre mode de réalisation du dispositif suivant l'invention; - la figure 7 est une représentation d'un autre mode de réalisation du plot d'injection de la matière. Sur la figure 1, on a représenté le schéma d'une installation de fabrication de feuilles multi- couches en matière thermoplastique ou analogue, com- portant un ensemble d'alimentation muni du dispositif de répartition de la matière introduite suivant l'in- vention. Cette installation comprend une filiere A dont l'entrée B est connectée a un ensemble d'alimen- tation 1. Cet ensemble d'alimentation reçoit, soit directement, soit par l'intermédiaire d'un bloc col- lecteur C, plusieurs écoulements de matière thermo- plastique de natures différentes. Dans l'exemple re- présenté, cet ensemble est raccordé a quatre extru- deuses D1 a D4. Comme on peut le voir d après la figure 2, l'ensemble d'alimentation 1 comporte des éléments jux- taposés, constitués notamment de quatre éléments 10 à 13, placés entre un bloc d'entrée 14 et un bloc de sortie 15 tous deux coaxiaux aux éléments 10 a 13. L'ensemble de ces pièces sont reunies entre elles par exemple par des tiges filetees non représen- tees. Le bloc d'entrée 14 comporte quatre passages 14a a 14d qui. en amont, sont destines a etre raccor- des aux extrudeuses respectives D1 a D4 (figure 1). Les éléments 10 a 13 comportent un orifice central dont l'alignement définit un canal central 16 de l'ensemble d'alimentation 1, canal qui débouche dans un passage central de sortie 17 pratiqué dans le bloc de sortie 15 et destiné a être raccordé a l'en- tree B de la filière A. L'élément 10 comporte dans sa face tournée vers le bloc d'entrée 14, une rainure radiale 18 qui communique avec le passage 14c du bloc d'entrée 14 et qui débouche dans le canal central 16. Cet élément présente en outre trois passages axiaux 19, 20, 21 qui le traverse de part en part et qui sont décalés, dans cet exemple, de 90 par rapport a l'axe des éléments. L'élément 11 présente tout d'abord deux pas- sages axiaux 22 et 23 communiquant respectivement avec les passages 19 et 21 de l'elément 10. Cet élément 11 comporte également un passage axial 24 aligné sur le passage 20 de l'élément 10 et débouchant, par l'inter- médiaire d'un canal radial 25, dans un trou vertical 26 prévu a l'intérieur dudit élément 11. Ce trou ver- tical 26 traverse la partie supérieure de l'élément 11 et débouche dans le canal central 16. A l'intérieur de ce trou vertical est placé un organe 50 de réglage de la répartition de la matière introduite dans le canal central 16 et provenant du canal radial 25. Cet organe de réglage 50 sera décrit plus en détail ultérieurement en se reportant aux figures 3 et 4. L'élement 12 comporte a son tour, un premier passage axial 27 qui communique avec les passages axiaux 22 et 19 des éléments 11 et 10, respectivement. Cet élément 12 comporte un autre passage axial 28 ali- gné sur le passage 23 de l'élément 11 et débouchant, par l'intermédiaire d'un canal radial 29, dans un trou vertical 30 prévu a l'intérieur dudit élément 12. Ce trou vertical 30 traverse la partie supérieure de l'e- lément 12 et débouche dans le canal central 16. A l'intérieur de ce trou vertical est également placé un organe 50 de réglage de la répartition de la matière introduite dans le canal central 16 et provenant du canal radial 29. L'élément 13 est pourvu d'un passage axial 31 qui communique avec les passages axiaux 27, 22 et 19 des éléments 12, 11 et 10, respectivement. Ce passage axial 31 débouche par l'intermédiaire d'un canal radial 32 dans un trou vertical 33 percé a l'intérieur de l'élément 13. A l'intérieur de ce trou vertical est également placé un organe 50 de réglage de la répartition de la matière a introduire dans le canal central 16 et provenant du canal radial 32. Comme l'élément 13 est le dernier de l'ensemble d'ali- mentation 1, il ne comporte aucun autre passage de liaison. En se reportant maintenant aux figures 3 et 4. on va décrire plus en détail l'organe de réglage 50 placé par exemple dans l'élément 11, les autres orga- nes de réglage 50 disposés dans les éléments 12 et 13 -30 étant absolument identiques. Sur ces figures 3 et 4, on volt l'élément 11 avec son canal central 16 dans lequel débouche le trou vertical 26 communiquant avec le canal radial 25 d'ar- rivée de la matière a introduire dans ledit canal cen- tral 16. A l'interieur de ce trou vertical 26 est po- sitionne l'organe de réglage 50 quI comporte des moyens pour, d'une part diriger la matière provenant du canal radial 25 vers le canal central 16 et, d'au- tre part modifier la largeur de la veine de la matière introduite par rapport a la largeur dudit canal cen- tral 16. A cet effet, l'organe de réglage 50 se com- pose d'un corps cylindrique 51 muni d'un plot d'injec- tion 52 interchangeable et solidaire en rotation avec ledit corps a l'intérieur du trou 26. Le plot d'injection 52 est pourvu a sa par- tie supérieure d'un rebord 52a en forme de T (figure 4) qui est introduit dans une rainure correspondante 51a formée à l'intérieur du corps cylindrique 51, per- mettant ainsi un changement rapide dudit plot lorsque l'ensemble est sorti du trou cylindrique 26. Le plot d'injection 52 comporte intérieure- ment un ajutage 53 se terminant a sa partie inférieure par une zone d'injection délimitée par un contour de forme allongée pour l'introduction et la répartition de la matière dans le canal central 16. Cette zone d'injection est par exemple constituée par une fente 54 de section rectangulaire. Le corps cylindrique 51 est pourvu d'une gorge annulaire 55 qui communique avec l'ajutage 53 du plot d'injection 52 par des petits orifices 56 et 57. Le corps cylindrique 51 et le plot d'injec- tion 52 sont maintenus dans le trou vertical 26 par exemple par deux goupilles 58 et 59 et positionnés de telle manière que le canal radial 25 d'arrivée de la matière soit mis en communication avec le canal cen- tral 16 par la gorge annulaire 55, les petits orifices 56 et 57, et l'ajutage 53. Les goupilles 58 et 59 pé- g netrent cdans des trous prévus a l'interieur de l'an- neau 11 et egalement dans une gorge circulaire 60 pré- vue dans le corps 51 ce qui assure le blocage vertical dudit corps tout en permettant sa rotation avec le plot d'injection 52. Par ailleurs, le corps cylindrique 51 com- porte des moyens de positionnement en rotation et de repérage de l'axe longitudinal de la fente 54 du plot d'injection 52 par rapport a l'axe longiudinal du ca- nal central 16. Pour cela, la tête du corps cylindrique 51 est formée par une molette 61 comportant, sur un quart de sa périphérie, des crans 62 (figure 5) pour l'in- troduction d'une petite goupille 63 qui assure ainsi le blocage de l'ensemble corps cylindrique 51 et plot d'injection 52 et le repérage de la position de la fente 54. Comme on le voit sur la figure 5, la molette 61 comporte en face de chaque cran 62 des repères de 1 a 5 qui correspondent, par exemple, pour le repere 1 a une position de la fente 54 perpendiculaire au sens d'écoulement de la matière dans le canal central 16, pour le repère 5 une position parallèle au sens d'é- coulement de la matière, et pour les repères 2 a 4 a des positions intermédiaires. La rotation de la molette 61 est limitée, sur 90 correspondant aux crans 62, par une butée 64 (figure 4). Selon un autre mode de réalisation, le posl- tionnement angulaire de la fente 54 peut être effectué en des positions quelconques dans la plage de 90 né- cessaire, a l'aide d'un dispositif de variation conti- nue par exemple du type roue-vis sans fin avec repéra- ge sur un vernier de précision suffisante. A la sortie de l'ensemble d'alimentation 1, les différentes couches de matière plastique introdui- tes se deplacent avec des vitesses identiques et le boudin composé par ces couches peut ainsi entrer dans la filière A. Les épaisseurs de chaque couche se trou- vent dans le produit final en fonction du choix des débits des extrudeuses respectives D1 a D4. La régula- rité et l'homogénéité du boudin fourni à la filière dépendent notamment de celles des extrudeuses, des viscosités relatives des matières plastiques utilisées et également des divers canaux et passages de l'ensem- ble d'alimentation. Par conséquent, en fonction de la viscosité de la matière introduite, de la viscosité de la matiè- re réceptrice, et de la température d'utilisation de chacune des matières, on détermine et on règle par l'intermédiaire des organes 50 placés dans chacun des éléments 11, 12 et 13, la position de la fente 54 des- dits organes 50 pour l'introduction de la matière pro- venant respectivement des extrudeuses D2 à D4 sur la matière réceptrice préalablement introduite dans l'é- lément 10 et provenant de l'extrudeuse D1, de façon à former des couches selon la répartition souhaitée. De plus, si au cours des différents contrâ- les effectués a la sortie de la filière A sur la feuille finale, on s'aperçoit que l'une des couches ne correspond pas a la répartition désirée, on peut agir immédiatement sur l'organe de réglage 50 correspondant à ladite couche, pour corriger cette imperfection. En effet, dans le cas o la couche défec- tueuse présente un profil trop convexe, c'est-a-dire moins épais sur ses bords latéraux, il suffit de modi- fier la position de la fente 54 en augmentant le rap- port l/L, o 1 représente la largeur de la veine de 2593 I11 1 1 matiere introduite et L la largeur du canal central (figure 5), correspondant a la veine de matière récep- trice préalablement introduite. Par conséquent, on tourne la molette 61 pour placer la goupille 63 dansle cran correspondant par exemple au repere 1 ou 2, et ainsi positionner la fen- te 54 comme représenté sur les figures 5a ou 5b, ce qui permet d'augmenter la largeur "1" de la veine de matière introduite et donc d'augmenter la quantité de ladite matière introduite sur les bords latéraux du canal central 16. Par contre, si la couche défectueuse présen- te un profil trop concave, on modifie la position de la fente 54 en diminuant le rapport l/L. On tourne donc la molette 61 dans le sens inverse pour placer la goupille 63 dans le cran correspondant, par exemple au repère 4 ou 5, comme représenté sur les figures 5d ou e. Dans ces positions, on diminue la largeur "1" de la veine de matière introduite, et on augmente donc la quantité de matière introduite sur le centre du canal central 16. Le dispositif de répartition de la matière injectée suivant l'invention constitue donc un moyen d'action rapide et efficace permettant une correction immédiate et des réglages successifs pendant le fonc- tionnement, ce qui augmente la précision de la répar- tition de la matière introduite et assure ainsi une production de qualité constante. De plus, ce dispositif permet de modifier instantanément les réglages dans le cas o l'un des paramètres des différentes matières change et cela sans aucun démontage de l'ensemble d'alimentation, La figure 6 représente un autre mode de réa- lisation du dispositif de répartition suivant l'inven- 1-2 tion. Dans ce cas, on a prevu a l'interieur du corps cylindrique 51 de l'organe de réglage 50 une vanne 70. Pour cela, le corps cylindrique 51 comporte un orifice axial 66 dans lequel est vissée une tige filetée 71 supportant a sa partie inférieure un boisseau 72 qui débouche dans l'orifice 56 au niveau de la gorge annu- laire 55. En tournant la tige filetée par l'intermé- diaire de la tête hexagonale 73, on modifie la posi- tion du boisseau 72 dans l'orifice 56, ce qui permet d'augmenter ou de diminuer la pression d'arrivée de la matière en amont et par conséquent d'homogénéiser le fonctionnement de l'extrudeuse. Enfin, les plots d'injection 52 interchan- geables peuvent avoir une fente 54 par exemple de sec- tion rectangulaire, comme représenté sur les figures 3 a 5. Bien entendu, en variante, la fente 54 peut avoir une forme quelconque et notamment une section en forme de diabolo (figure 7), ce qui permet dans ce cas, d'avoir un débit de la matière au centre infé- rieure au débit sur les bords. REVENDICATIONS 1.- Dispositif de répartition de la matière thermoplastique ou analogue introduite dans un ensemble d'alimentation (1) d'une filière A de fabrication de feuilles multicouches qui est raccordé a au moins deux arrivées de matière thermoplastique ou analogue et qui comporte un ensemble d'éléments juxtaposés (10 a 13) de manière a définir un canal central (16) raccordé à l'entrée de la filière A, un bloc d'entrée (14) disposé à une extrémité dudit ensemble d'éléments juxtaposés et dans lequel sont pratiqués des passages (14a a 14c) raccordés respectivement auxdites arrivées, chaque élément (10 à 13) comportant au moins un canal radial (18, 25, 29, 32) débouchant dans ledit canal central (16) et commu- niquant avec l'un des passages (14a a 14c) du bloc d'entrée (14), ce dispositif de répartition étant ca- ractérisé en ce qu'il comporte, au niveau du canal ra- dial (25, 29, 32) d'arrivée de la matière supplémen- taire introduite sur la matière réceptrice de base préalablement introduite dans le canal central (16), un organe de réglage (50) dispose dans chaque élement (11, 12, 13) correspondant de l'ensemble d'alimentation (1), de façon a modifier instantanément la forme de la section transversale de la veine de matière correspondante dans le canal central (16) pour obtenir la répartition souhaitée de cette matière dans la feuille a la sortie de la filière. 2.- Dispositif selon la revendication 1, ca- racterisé en ce que l'organe de réglage (50) comporte des moyens pour diriger la matière supplémentaire pro- venant du canal radial (25, 29, 32) vers le canal cen- tral (16) et des moyens pour régler la largeur "l" de la veine de la matière introduite par rapport a la largeur "L" dudit canal central (16), en fonction de la viscosité relative de la matière supplémentaire introduite, de la viscosité relative de la matière ré- ceptrice et des températures d'utilisation de chacune des matières. 3.- Dispositif selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'organe de réglage (50) se compose d'un corps cylindrique (51) muni d'un plot d'injection (52) solidaire en rotation avec ledit corps (51) et comportant un ajutage (53) qui débouche dans le canal central (16). 4.- Dispositif selon la revendication 3, ca- ractérisé en ce que le corps cylindrique (51) est pourvu d'une gorge annulaire (55) mettant en communi- cation le canal radial (25, 29, 32) d'arrivée de la matière supplémentaire avec l'ajutage (53) du plot d'injection (52) par l'intermédiaire de petits orifi- ces (56. 57). 5.- Dispositif selon les revendications 3 et 4, caractérisé en ce que l'ajutage (53) se termine, au niveau du canal central (16), par une zone d injection délimitée par un contour de forme allongée. 6.- Dispositif selon les revendications 5, caractérisé en ce que la zone d'injection est consti- tuee par une fente (54) par exemple de section rectan- gulaire ou en forme de diabolo. 7.- Dispositif selon l'une des revendica- tions précédentes, caractérisé en ce que '1 organe de réglage (50) comporte des moyens (61, 62, 63) de posi- tionnement en rotation et de repérage de l'axe longi- tudinal de la zone d injection (54) du plot d'injec- tion (52) par rapport a l'axe longitudinal du canal central (16). 8.- Dispositif selon la revendication 7, ca- ractérisé en ce que les moyens d'immobilisation et / d'indexation de l'organe de réglage (50) sont consti- tués par une molette (61) prévue a la partie supérieu- re du corps cylindrique (51) et comportant sur un quart de sa périphérie des crans (62) pour l'introduc- tion d'une petite goupille (63). 9.- Dispositif selon l'une des revendica- tions précédentes, caractérisé en ce que l'organe de réglage (50) comporte une vanne (70) permettant d'a- juster la pression de la matière supplémentaire en amont et d'homogénéiser le fonctionnement de l'extru- deuse correspondante. 10.- Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que la vanne (70) comporte un bois- seau (72) qui débouche dans l'orifice (56) au niveau de la gorge annulaire (55) du corps cylindrique (51) de l'organe de réglage (50).