Brevet FR2649641A1 — publié le 19910118

La présente invention se rapporte a une filière d extrusion incorporant un dispositif de façonnage d'armature filaire interne au tube extrudé. Plus particulièrement. elle concerne une telle filière pourvue d'un dispositif permettant de distribuer et de noyer dans l epaisseur du tube en élastomère ou plastomère. au cours d'une seule passe d'extrusion, une armature filaire en deux couches dont la première couche est constituée de fils longitudinaux disposés suivant les génératrices du tube et qui sont entrainés par la matière extrudée. et dont la seconde couche est sous forme d'une couche d'encerclemant des fils longitudinaux et constituée par un fil distribue en spirale où le pas des spires peut être dimensionné å la demande en fonction de la vitesse d'extrusion du tube etlou de la vitesse de rotation du ditributeur du fil d'encerclement. Cette filière selon l invention est donc adaptée pour extruder, en une seule passe d'extrusion, un tube en matière plastique ou caoutchouc avec son armature filaire incorporée dans son épaisseur a une position choisie mais de préférence située å la circonférence moyenne de cette épaisseur. Dans la technique actuelle de fabrication de tubes armés en matière plastique ou caoutchouc extrudé, les tubes sont obtenus après trois opérations -successives que l'on peut définir ainsi: une première opération d'extrusion par laquelle on réalise la partie tubulaire intérieure ou tube interne. une seconde opération qui consiste å pourvoir ce tube interne d'une armature extérieure réalisée par rubannage ou tricotage. ou encore tressage, et enfin. une troisième opération dans laquelle on pasSe ce tube interne ainsi armé dans une tête d'extrusion afin de constituer un revêtement tubulaire d-epaisseur déterminée sur l'exterieur de l armature. Il est évident que ces trois opérations sucessives sont très onéreuses du fait de leur durée dans le temps et de la nécessité d utiliser deux extrudeuses ayant des réglages différents et un appareillage particulier de fabrication de l'armature qui, en générale, est de construction très compliquée et interdit des vitesses de production élevées. En conséquence, les tubes armes obtenus sont d'un prix de revient élevé et leur prix de vente s'en trouve d'autant augmenté si bien que certains utilisateurs retardent le plus possible le remplacement des tubes armés qu'ils utilisent et ceci bien souvent au détriment de la sécurité du travail.De plus, les tubes armés ainsi fabriqués présentent souvent des inconvénients en ce sens que leur partie tubulaire intérieure ne fait pas toujours corps avec l'armature et risque des déformations inconcevables avec leur utilisation. par exemple. en tant que gaine ou enveloppe pour des cibles électriques d'alimentation en basse tension et refroidis par# une circulation d'eau industrielle. C'est afin de rendre moins onéreuse la fabrication de tels tubes armés et d'éliminer la majeure partie de leurs nconvénients d'utilisation que les demandeurs ont conçu la filière d extrusion faisant l'objet de la présente invention. Conformément å l'invention. cette filière d'extrusion d'un ~ tube armé en matière plastique ou caoutchouc est adaptée plus particulièrement pour se monter sur une tete d'extrusion comportant une enceinte d'extrusion a veines contrôlées connue dans la technique et faisant l'objet du brevet français n 79.31.048.Entre autres, cette filière d'extrusion incorporant un dispositif de façonnage d'armature filaire interne au tube extrudé et montée dans un support de filière fixe sur le corps de la tête d'extrusion est remarquable par le fait qu'elle est de forme conique et constituée de deux parties plaquées l'une sur l'autre de manière fixe et ménageant entre elles des passages calibrés communiquant avec des orifices radiaux traversant le support de filière et ou sont engagés les fils longitudinaux de la première couche d'armature du tube en cours d'extrusion. ce support de filière soutenant également, engagé sur sa partie avant, de manière rotative, au moyen d'un alésage borgne, un porte-fil. entrainé en rotation par un pignon moteur, qui distribue en spirale un fil d'encerclement des fils longitudinaux constituant la seconde couche d'armature, ce porte-fil étant plaqué par le fond de son alésage borgne sur la face avant du support de filière avec interposition de bagues d'étanchéité donnant naissance t un coussin d'air intermédiaire et supportant, engagé dans son alésage central, un nez de filière qui estmaintenu pressé sur la face avant de la partie avant de la filière au moyen d'une bague de fermeture fixée sur la face avant de ce porte-fil rotatif par l'intermédiaire de goujons filetés permettant le réglage de la pression du nez de filière sur la partie avant de la filière de manière que la rotation de ce nez de filière puisse se faire sans échappement de matière extrudée. De manière plus spécifique. le support de filière, formant entre sa face avant et le fond de l'alésage borgne cylindrique du porte-fil rotatif de distribution du fil d'encerclement, un coussin d'air intermédiaire, est pourvu d'un orifice d'entrée d'air alimentant ce coussin, lequel fournit une évacuation d'air, en di:ection de la surface extérieure ou "peau" du tube extrudé, par l'intermédiaire de capillaires traversant radialement le nez de filière rotatif, cette arrivée d'air par les capillaires permettant une bonne, extrusion du tube sans détérioration de la "peau" de celui-ci. Par ailleurs, les passages calibrés, ménagés entre les deux parties avant et arrière de la filière proprement dite et dans lesquels glissent les fils longitudinaux d'armature provenant de l'extérieur par l'intermédiaire des orifices radiaux du support de filière, sont constitués chacun par deux rainures semi-circulaires situées l'une en face de l'autre et pratiquées respectivement dans chacune des deux faces intérieures, plaquées l'une sur l'autre de manière fixe. des parties avant et arrière de la filière. En outre, on doit noter que la partie avant de la filière est usinée de manière å former des cannelures longitudinales dont les rainures ont un fond en creux arrondi longitudinalement et ou débouche, sensiblement au niveau de la circonférence moyenne de l'épaisseur du tube, chaque passage calibré d'amenée des fils longitudinaux d'armature si bien que ceux-ci sont entrainés par la masse de matière extrudée, sans pour autant faire augmenter la pression d'extrusion. D'autre part, le porte-fil rotatif est pourvu d'un seul passage calibré, prolonge par un passage pratiqué dans le nez de filière rotatif, pour distribuer le fil d'encerclement en spirale autour. des fils longitudinaux de la première couche d'armature, ce passage dans le nez de filière rotatif étant conforme pour déboucher sensiblement au niveau du cercle circonscrit å ces fils longitudinaux. A noter que la vitesse de rotation du porte-fil peut être modifiée t tout moment de l'extrusion en agissant sur la commande de rotation constituée par le pignon moteur si bien que l'on peut obtenir une seconde couche d'armature, en fil 'd'encerclement dont le pas entre 'spires' peut être varié å la demande. Par ailleurs, lorsque la filière conforme å la présente invention est montée sur une tète d'extrusion incorporant une enceinte d'extrusion å veines contrôlées. il est également possible d'extruder un profilé tubulaire, présentant des parties droites ainsi que des parties courbes, en freinant l'alimentation de matière d'extrusion dans certaines veines de l enceinte et en ralentissant en même temps la vitesse d'alimentation des fils longitudinaux correspondants de la première, couche d'armature, le fil d'encerclement de ces derniers se trouvant, de ce fait, distribué dans les parties courbes suivant des spires radiales å ces courbes. On peut également renforcer la seconde couche d'encerclement dans ces parties courbes en accélérant la vitesse de rotation du porte-fil et, par suite, la vitesse d'alimentation du fil d' encerclement. D'autres caractéristiques de la présente invention apparaitront de la description suivante d'un mode de réalisation de filière d'extrusion incorporant un dispositif de façonnage d'armature filaire, conforme t l'invention, donne a titre d'exemple non limitatif et représenté dans les dessins ci-joints dans lesquels: - La figure 1 est une vue en perspective d'ensemble, et partiellement en coupe, de la filière selon l'invention montée sur une tête d'extrusion.A noter que, dans cette figure 1, on montre le tube extrudé partiellement en coupe pour voir la configuration de son armature filaire incorporée mais qu'intentionnellement et pour faciliter la compréhension on a représenté seulement un des fils longitudinaux I de la première couche d'armature et que le noyau central 16 de la tâte d'extrusion est figuré en traits pleins alors qu'il devrait être en pointillé dans l'intérieur du tube. - la figure 2 est une demi-vue en coupe transversale prise au niveau des flèches II-II indiquées dans la figure t. Comme représenté dans ces figures 1 et 2, la filière d'extrusion 10,11, incorporant un dispositif de façonnage et d'incorporation dans le tube extrudé 12, d'une armature filaire en deux couches, une première couche de fils longitudinaux 1 et une seconde couche constituée d'un fil d'encerclement 2 distribué en spirale autour des fils longitudinaux, est montée dans un support de filière 6, fixe de manière usuelle par une bride sur une tête d'extrusion 15. Comme on le voit au mieux dans la figure 1. la filière est de forme extérieure conique et constituée de deux parties, 10 et 11, plaquées l'une sur l'autre de manière fixe, mais ménageant entre elles des passages calibrés radiaux communiquant avec des orifices, traversant radialement le support de filière 6, et dans lesquels les fils longitudinaux 1. de la première couche d'armature du tube, sont engagés et circulent å la même vitesse d'alimentation que celle de l'extrusion du tube 12. A noter que les passages calibrés pour les fils longitudinaux I sont constitués chacun par deux rainures semi-circulaires correspondantes pratiquées respectivement chacune dans les faces plaquées l'une sur l'autre des deux parties de filière 10 et 11. Le support de filière 6 supporte, également, sur son extrémité opposée å sa bride de fixation sur la tâte d'extrusion 15, un porte-fil rotatif 5 qui est entrainé en rotation, dans le sens de la flèche F, par un pignon moteur 13 et qui est engagé par l'intermédiaire de son alésage cylindrique borgne Sa sur le support de filière 6. Le porte-fil rotatif 5 est pourvu également dans son alésage central d'un nez de filière 9 qui est maintenu par~une bague de fermeture 7.Ce porte-fil rotatif est également traversé radialement par un orifice, prolongé dans le nez de fil'ibère 9, pour le passage et la distribution en spirale du fil d'encerclemnt 2, des fils longitudinaux 1, constituant la seconde couche de l'armature incorporée au cours de l'extrusion en une seule passe du tube extrudé 12. On doit noter, comme on le remarque sur la figure 1. que le porte-fil 5 est plaqué par le fond de son alésage cylindrique borgne Sa sur la face correspondante du support de filière 6 par l'intermédiaire de bagues d'étanchéités B qui procurent ainsi un coussin d'air qui se trouve alimenté en air par un orifice 3 pratiqué dans le support de filière 6, ce coussin d'air communiquant avec des capillaires radiaux C. pratiqués dans le nez de filière rotatif 9, si bien que l'évacuation d'air passant par ces capillaires permet une bonne extrusion du tube 12 sans aucune détérioration de la paroi extérieure ou "peau" de celui-ci. Par ailleurs, on remarquera que, conformément a l'invention, le nez de filière 9, supporté centralement par le porte-fil rotatif 5, est maintenu pressé par sa face arrière sur la face avant de la partie avant 10 de la filière au moyen de la bague de fermeture 7 fixée sur la face avant du porte-fil rotatif 5 au moyen de goujons filetés.Ces goujons sont agencés de manière a permettre en outre le réglage de la pression du nez de filière sur la partie avant 10 de la filière, grace å la fle^.~on de rondelles élastiques. de manière que la rotation de ce nez 9, entrainé par le porte-fil 5 et la bague 7, puisse se faire sans échappement de matière extrudée, D'autre part, comme on le voit au mieux dans la figure 2, la partie avant 10 de la filière est usinée de manière à former des canelures longitudinales dont les rainures 17 entre les nervures ont un fond creux arrondi (voir fig. 1) longitudinalement et dans lequel chaque passage calibré d'amenée d'un fil longitudinal 1 est conformé pour déboucher sensiblement au niveau de la circonférence moyenne de l'épaisseur du tube extrudé. Avec cette disposition des rainures, les fils longitudinaux 1 sont entrainés, en cours d'extrusion, par la masse de matière extrudée, sans pour autant qu'il se produise une augmentation de la pression d'extrusion. De la description qui précède. on peut facilement déduire que. si l'on fait varier la vitesse de rotation du porte-fil 5 par rapport å la vitesse d'extrusion du tube, on peut obtenir, en cours d'extrusion, une seconde couche d'armature en fil d'encerclement 2 dont le pas des spires peut être augmenté ou diminué dimensionnellement t la demande. Par ailleurs, si cette filière conforme à la présente invention est montée sur une tête d'extrusion 15 incorporant une enceinte d'extrusion 14 a veines contràlêes (comme représenté dans la figure 1) il est possible d'extruder un profilé tubulaire comportant des parties droites et des parties courbes, suivant divers angles de courbure. en ralentissant l'alimentation de matières d extrusion dans certaines veines de l'enceinte 14 choisies pour correspondre t la courbure intérieure des parties courbes, l'alimentation des fils longitudinaux étant en même temps ralentie puisqu ils sont entrains par la masse de matière extrudée dans les rainures 17 correspondantes de la filière, Il est également possible, en augmentant la vitesse de rotation du porte-fil 5 au moment de l'extrusion de parties courbes, de renforcer la seconde couche d'armature de ces parties au moyen du fil d'encerclement 2 dont la vitesse d'alimentation se trouve accélérée. On comprend parfaitement qu au moyen de cette filière, montée sur une tâte d'extrusion incorporant une enceinte t veines contrôlées et asservies comme on vient de le dire, on peut obtenir, en une seule passe d'extrusion, toutes formes ou configurations de profilés tubulaires avec armature incorporée, telles que notamment des durites courbes ou faisant diverses contorsions, ainsi que des conduites de mêmes genres pour climatiseurs ou autres appareils, sans avoir recours t des opérations complémentaires de courbure t chaud ou similaire comme c'est le cas actuellement dans les fabrications de la technique courante. REVENDICATIONS 1.- Filière d'extrusion incorporant un dispositif permettant de distribuer et de noyer dans l'épaisseur d'un profilé tubulaire en élastomère ou plastomère. au cours de l'extrusion de celui-ci en une seule passe, une armature filaire en deux couches dont la première couche est constituée de fils longitudinaux et la seconde couche d'un fil d'encerclement en spirale de ces fils longitudinaux, cette filière, conçue de forme conique pour se monter à la sortie d'une tâte d'extrusion. étant caractérisée par le fait qu'elle est constituée de deux parties (10,11) plaquées l'une sur l'autre de manière fixe et ménageant entre elles des passages calibrés communiquant avec des orifices radiaux traversant le support de filière (6) et ou sont engagés les fils longitudinaux (1) de la premiers couche d'armature du tube en cours d'extrusion. ce support de filière (6) soutenant également. engagé sur sa partie avant, de manière rotative, au moyen d'un alésage borgne (Sa), un porte-fil (5), entrainé en rotation par un galet moteur (13), qui distribue en spirale un fil d'encerclement (2) des fils longitudinaux (I) constituant la seconde couche d'armature, ce porte-fil (5) étant plaqué par le fond de son alésage borgne (5a) sur la face avant du support de filière (6) avec interposition de bagues d'étanchéité (8) donnant naissance à un coussin d'air intermédiaire et supportant, engagé dans son alèsage central, un nez de filière (9) qui est maintenu presse sur la face avant de la partie avant (10) de la filière au moyen d'une bague de fermeture (7) fixée sur la face avant de ce porte-fil rotatif (5) par l'intermédiaire de goujons filetés et de rondelles élastiques permettant le réglage de la pression du nez de filière (9) sur la partie avant de la filière de manière que la rotation de ce nez de filière puisse se faire sans échappement de matière extrudée. 2.- Filière selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le support de filière (6). formant entre sa face avant et le fond de l'alésage borgne cylindrique (Sa) du porte-fil rotatif (5) de distribution du fil d'encerclement (2), un coussin d'air intermédiaire. est pourvu d'un orifice (3) d'entrée d'air alimentant ce coussin, lequel fournit une évacuation d'air, en direction de la surface extérieure ou "peau" du tube extrudé. par l'intermédiaire de capillaires traversant radialement le nez de filière rotatif, cette arrivée d'air par les capillaires (r) permettant une bonne extrusion du tube sans détérioration de la 'peau" de celui-ci. 3.- Filière selon la revendication 1, caractérisée par le fait que les passages calibrés, ménagés entre les deux parties avant et arrière de la filière proprement dite et dans lesquels glissent les fils longitudinaux (1) d'armature provenant de l'extérieur par l'intermédiaire des orifices radiaux du support de filière (6). sont constitués chacun par deux rainures semi-circulaires situées l'une en face de l'autre et pratiquées respectivement dans chacune des deux faces intérieures, plaquées l'une sur l'autre de manière fixe, des parties avant (10) et arrière (11) de la filière. #.- Filière selon la revendication I. caractérisée par le fait que la partie avant (10) de la filière est usinée de manière à former des cannelures longitudinales dont les rainures~ (17) ont un fond en creux (17a} arrondi longitudinalement et où débouche, sensiblement au niveau de la circonférence moyenne de l'épaisseur du tube, chaque passage calibré d'amenée des fils longitudinaux (I > d'armature si bien que ceux-ci sont entrainés par la masse de matière extrudée, sans pour autant faire augmenter la pression d'extrusion. 5.- Filière selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le porte-fil rotatif (5) est pourvu d'un seul passage calibré, prolongé par un passage pratiqué dans le nez de filière rotatif (9), pour distribuer le fil d'encerclement (2) en spirale autour des fils longitudinaux de la première couche d'armature, ce passage dans le nez de filière rotatif (9) étant conformé pour déboucher sensiblement au niveau du. cercle circonscrit å ces fils longitudinaux (1). 6.- Filière selon la revendication 1, caractérisée par le fait que la vitesse 'de rotation du porte-fil (5) peut âtre modifiée t tout moment de l'extrusion en agissant sur la commande de rotation constituee par le galet moteur (13) si bien que l'on peut obtenir une seconde couche d'armature en fil d'encerclement dont le pas entre spires peut âtre varié à la demande. 7.- Filière selon la revendication 1, montée sur une tâte d'extrusion incorporant une enceinte d'extrusion (14) t veines contrôlées (connue en soi), caractérisée par le fait qu'elle permet d'extruder un profilé tubulaire 'présentant des parties droites ainsi que des parties courbes, en freinant l'alimentation de matière d'extrusion dans certaines veines de l'enceinte (14) et en ralentissant en même temps la vitesse d'alimentation des fils longitudinaux (1) correspondants de la première couche d armature, le fil d'encerclement ( 2 ). de ces derniers se trouvant, de ce fait, distribue dans les parties courbes suivant des spires radiales à ces courbes, dont on peut renforcer la seconde couche d'encerclement en accélérant la vitesse de rotation 'du porte-fil (5) et; par suite, la vitesse d'alimentation du fil d'encerclement (2). 8.- Produit industriel nouveau, sous f-orme d'un profilé tubulaire armé comportant des parties droites et des parties courbes, ou faisant diverses contorsions, et obtenu au moyen d'une filière selon la revendication t, caractérisé par le' fait qu'il est confectionné en'une seule passe d'extrusion avec une armature filaire noyée dans son épaisseur, sensiblement située t la circonférence moyenne de celle-ci et comportant une première couche de fils longitudinaux 1 et une seconde couche de fil 2 distribue en spirales autour de la première couche et encerclant celle-ci, le pas des spires étant régulier ou varié d'une partie du profilé à une autre.