CA1290529C - Appareillage pour l'extrusion de tubes plastiques a parois composites -procede de fabrication de tubes au moyen de l'appareillage - Google Patents
Appareillage pour l'extrusion de tubes plastiques a parois composites -procede de fabrication de tubes au moyen de l'appareillageInfo
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Abstract
PRECIS DE LA DIVULGATION: Appareillage pour la fabrication par extrusion de tubes plastiques à structure composite constitué d'un ensemble tête de répartition - outillage d'extrusion compre-nant une filière ainsi qu'un mandrin, la tête de répartition étant divisée en trois canaux annulaires se réunissant sensi-blement au niveau de l'outillage d'extrusion, les deux canaux servant au passage de la matière constituant les parois du tube et encadrant le canal servant au passage de la matière constituant l'âme du tube se réunissant en amont d'un répar-titeur de flux dudit dernier canal à un canal d'alimentation, relié à une première extrudeuse, ce dernier canal alimentant des répartiteurs de flux des canaux de passage de la matière des parois, le répartiteur de flux du canal de passage de la matière de l'âme étant alimenté par un canal d'alimenta-tion relié à une seconde extrudeuse. Les canaux d'alimenta-tion des répartiteurs de flux sont disposés axidissymétrique-ment par rapport à l'axe de l'ensemble tête de répartition - outillage d'extrusion. Le mandrin est constitué de deux troncs de cônes divergent et convergent, l'ensemble formant un bloc unitaire fixé directement au corps d'une extrudeuse en amont de l'alimentation des répartiteurs de flux avec exclusion de toute ailette accessoire de fixation. Le pro-cédé consiste à co-extruder au moins deux matières thermo-plastiques de natures différentes au moyen de cet appareil-lage alimenté par deux extrudeuses permet d'obtenir des tubes composites possédant un excellent aspect de surface.
Description
APPAR~ILLAG~ POUR L'EXTRUSION DE TUB~S PLASTIQUES
A PAROIS COMPOSIT~S - PROCEDE DE FABRICATION
D~ TUBES AU MOYEN DE L'APPAREIBLAGE
La présente invention concerne un appareillage et un procédé
pour l'extruslon de tubes plastiques à parois composltes.
On utilise couramment des tubes plastiques dans les canali-sations en raison de leur légèreté, de leur facilité de pose et de raccordement, de leur résistance à la corrosion. Il est maintenant courant que ces tubes soient à structure composite formée de trols couches, deux couches formant les parois externe et interne, la couche lntermédlaire ou ame étant de nature identlque ou différente des parols et très souvent allégée. De tels matérlaux sont fabriqués habituellement par co-extrusion.
Un appareillage et un procédé performant permettant de réallser de tels tubes composites sont décrits dans le brevet fran~ais
A PAROIS COMPOSIT~S - PROCEDE DE FABRICATION
D~ TUBES AU MOYEN DE L'APPAREIBLAGE
La présente invention concerne un appareillage et un procédé
pour l'extruslon de tubes plastiques à parois composltes.
On utilise couramment des tubes plastiques dans les canali-sations en raison de leur légèreté, de leur facilité de pose et de raccordement, de leur résistance à la corrosion. Il est maintenant courant que ces tubes soient à structure composite formée de trols couches, deux couches formant les parois externe et interne, la couche lntermédlaire ou ame étant de nature identlque ou différente des parols et très souvent allégée. De tels matérlaux sont fabriqués habituellement par co-extrusion.
Un appareillage et un procédé performant permettant de réallser de tels tubes composites sont décrits dans le brevet fran~ais
2.455.972. L'appareillage selon ce brevet est constltué d'une tete de répartition, chauffée et régulée, alimentée d'une part, par une premlère extrudeuse qul introduit la matière constituant les parois et, d'autre part, par une seconde extrudeuse qul ~ntroduit la matière constltuant l'âme du tube. Cette tête de répartition possède un moyen ; de séparation en deux veine6 d'écoulsment distinctes de la matière constituant les deux parois. Entre ces d~ux veines existe un moyen d'introduction de la matière constituant l'âme en troisième veine. Les trois veines réunies sont, avant de passer dans la filière, passées sur un cône divergent disposé à la sortie de la tete de répartition.
Selon cet appareillage, une des extrudeuses alimente de fason classique axisymétrique la tête de répartition. Une telle alimentatiQn nécesslte l'utilisation d'un premler jeu d'ailettes, ; coupant le flux de matières fondues, pour maintenir le coeur metal-lique de la tête de repartition à l'ensemble de l'appareillage. De même, le cône divergent nécessite en sa plus grande partie l'existence ; d'un second jeu d'ailettes permettant de le fixer à l'ensemble del'apparelllage. Dans ces types d'apparelllage, au moin6 trois allettes maintiennent le coeur de répartition et au moins qua~re maintiennent le cône de sortle dlvergent. Ces deux ~eux d'ailettes, qui coupent le flux de maticres fondues, sont particulicrement genante~ en ce que .:;
:
. .
<~a~
d'une part, elles laissent plus ou moins de traces rectilignes sur le matériau final, e-t que, d'autre part, pour atténuer ces traces en permettant la soudure le plus nette possible des produits fondus après la coupure, il est - 5 necessaire d'avoir une distance suffisante entre les dernières ailettes et la filière ce qui entraine l'obligation d'utiliser un matériel long et volumineux.
Afin de réaliser des films multicouches un système complexe a éta proposé dans le brevet des Etat-Unis d'Amérique 3.756.758 consistant à alimenter axidissymétri-quement des canaux parallèles aboutissant à des sortes de distributeurs de chacun des flux avant la filière commune.
Ces distributeurs de flux disposés perpendiculairement à
l'axe de l'outillage comportent nécessairement, comme dans le cas du cone divergent de la technique précédente un jeu d'ailettes ce qui entraine les inconvénients signalés.
Selon cette technique d'alimentation axidissymétri~ue, si on peut supprimer le premier jeu d'ailettes de la tete de répartition, il n'est pas possible de supprimer celui précédent la filière.
De cet art antérieur connu il n'est pas possible de réaliser des tubes multicouches par coextrusion de matières sans utiliser un outillage comportant au moins un jeu d'ailettes coupant les flux de matières.
L'appareillage selon l'invention remédie à ces inconvénients en ce que toutes les ailettes sont supprimées, la tete de répartition et le mandrin solidaires étant fixés au corps d'une extrudeuse en amont de llalimentation des répartiteurs de flux des matières. Ce perfectionnement permet d'améliorer très nettement l'aspect de surface des tubes fabriqués.
Selon la présente invention, il est prévu un appareillage pour la fabrication par extrusion de tubes plastiques à structure composite constitué d'un ensemble .
. -: i .
- . ~ : : :
. ~
tête de répartition - outillage d'extrustion comprenant une filière ainsi qu'un mandrin, la tete de répartition étant divisée en un premier, deuxième et troisième canaux annulaires se réunissant sensiblement au niveau de l'outillage d'extrusion, les premier et troisième canaux servant au passage de la matière constituant les parois externe et interne du tube et encadrant le deuxième canal servant au passage de la matière constituant l'ame du tube, lesdits premier et troisième canaux se joignant en amont d'un répartiteur de flux dudit deuxième canal à un premier canal d'alimentation relié à une première extrudeuse, ledit premier canal d'alimentation alimentant des répartiteurs de flux des premier et troisième canaux pour le passage de la matière des parois, ledit répartiteur de flux dudit deuxième canal pour le passage de la matière de l'ame étant alimenté
par un second canal d'alimentation relié à une seconde extrudeuse, caractérisé en ce que les canaux d'alimentation - des répartiteurs de flux sont disposés axidissymétriquement par rapport à l'axe de l'ensemble tête de répartition -outillage d'extrusion et en ce que le mandrin est constitué
de deux troncs de cônes divergent et convergent, l'ensemble des éléments composant l'appareillage formant un bloc unitaire fixé directement au corps d'une extrudeuse en amont de l'alimentation des répartiteurs de flux avec exclusion de toute ailette accessoire de fixation.
Selon la présente invention, il est également prévu un procédé de fabrication de tubes plastiques à parois composites consistant à alimenter en matière plastique au moyen de deux extrudeuses une tête de répartition dans laquelle la matière plastique est disbribuée par des canaux d'alimentation dans deux canaux annulaires, précédés de répartiteurs de flux, pour former les parois externe et interne du tube, et, dans un canal annulaire intermédiaire pour former l'ame du tube, le canal d'alimentation des deux B~
S~
canaux annulaires des parois divisant en deux flux la matière plastique en amont de l'alimentation des répartiteurs de flux du canal annulaire in-termédiaire à
réunir les trois flux de matière plastique sensiblement en sortie de la tête de répartition au plus -tard au point de jonction des troncs de cônes divergent et convergent du mandrin fixé à la pièce centrale et situé dans le ` prolongement et sensiblement clans l'axe de la tête de répartition, les répartiteurs de flux étant alimentés axidissymétriquement par rapport à l'axe de l'ensemble tête de répartition - outillage d'extrusion.
Des modes de réalisation préférentiels vont être maintenant décrits à titre d'exemples non limitatifs en se référant aux dessins dans lesquels:
15la figure 1 illustre une coupe de l'appareillage selon l'invention, et les figures 2 et 3 sont des variantes de la figure 1 .
La figure 1 illustre une coupe de l'appareillage constitué de l'ensemble tête de répartition (1) et outillage d'extrusion (2), ce dernier comprenant une filière (3) et un mandrin (4). La tête de répartition est formée d'une pièce centrale (13) et de trois pièces cylindri~ues (15), (15'), et ~15") ayant successivement des diamètres croissants encerclant la pièce centrale (13) et contenus l'un dans l'autre. Trois canaux (5) (6) (7) sont ainsi formés qui se joignent sensiblement au niveau du plus grand diamètre (19) de l'outillage d'extrusion (2). Les deux canaux (5) et (7) servent de passages pour la matière constituant les parois extérieure et intérieure du tube et encadrent un canal (6) servant au passage de la matière constituant l'âme du tube.
Les canaux (5) et (7) sont réunis ensemble en amont d'un répartiteur de flux (8) du canal (6) au moyen d'un canal d'alimentation (9). Ce canal d'alimentation (9) alimente .
. ............................... ..
~ ' ~, ~ " ' , .
- 4a -des répartiteurs de flux (10) et (11) des canaux (5) et (7).
Le répartiteur de flux (8) est alimenté de la matière constituant l'âme du tube par un autre canal d'alimentation (12). Selon cette variante, les deux canaux d'alimentation (9) et (12) des répartiteurs de flux sont disposés axidissy-métriquement par rapport à l'axe de l'ensemble tête de répartition (1) et outillage d'extrusion (2). Par "axidissymétrique" on entend toute disposition des canaux d'alimentation (9) et (12) autre que symétrique par rapport à l'axe de l'ensemble précisé. Sous cette definition, on entend egalement la disposition des deux canaux d'alimen-ta-tion (9) et (12) de façon radiale par rapport à cet ensemble. Avec une telle disposition, la pièce centrale (13) représentant le corps interne de la tête de répartition (l) est faite d'une seule pièce avec les trois pièces (15), (15') et (15") représentant le reste, ou corps externe, de la tête de répartition (l). C'est-à-dire grâce à cette disposition axidissymétrique, la pièce centrale (13), repré-sentant le corps interne de la tête de répartition, compor-tant un ou plusieurs canaux d'alimentation (9), lerépartiteur de flux (10) et un moyen de fixation (14) de l'outillage d'extrusion est solidaire, en amont du répartiteur de flux (lO) du canal interne (7), du bloc de l'ensemble de pièces (15), (15'), (15") représentant le reste, ou corps externe, de la tête de répartition.
Il faut noter qu'au moins une partie de la pièce centrale (13) et de la première pièce cylindrique (15) sont en contact physique suivant la ligne représentée par (24) créant ainsi le canal annulaire interne (7) entre une partie seulement de la pièce centrale (13) et de la première pièce cylindrique (15). L'extrémité (26) de la première pièce cylindrique (15) se repose sur le corps d'une première extrudeuse (17). De la même facon, la deuxième pièce cylindrique concentrique (15') est en engagement avec une ~ rr,?~' ~. - ' , ~a~s~
- 4b -extrémité de la première pièce cylindrique (15) suivant la ligne (22) et est en contact avec une partie de la première pièce cylindrique (15) suivant la ligne (23) et du corps de l'extrudeuse suivant la ligne (28). Ainsi, la première pièce cylindrique (15) est maintenue fixe par l'action de - support de la partie (22) de la deuxième pièce cylindrique (15'). De même, 'a troisième pièce cylindrique ou pièce extérieure (15") s'appuie sur une extrémité de la deuxième pièce cylindrique (15') selon la ligne (20) et se repose physiquement contre la deuxième pièce cylindrique (15') selon la ligne (21). La troisième pièce cylindrique ou pièce extérieure (15") est également en contact avec le corps de l'extrudeuse selon la ligne (30) où un moyen de fixation par exemple un boulon (16) est utilisé poux fixer la troisième pièce cylindrique (15") à l'extrudeuse (17).
Etant donné qu'une seule des extrémités ou bases de chaque cylindre est en engagement l'une avec l'autre et avec -~ l'extrudeuse (17) et étant donné que des portions seulement des extrémités de chacune des trois pièces cylindriques (15), (15') et (15") sont physiquement en contact avec l'une , l'autre suivant les lignes (21), (23) et (24), les trois canaux annulaires (5), (6) et (7) sont ainsi formés.
Le mandrin (4) comprend deux troncs de cône divergent (4') et convergent (4") et un moyen de fixation (14) solidaire pour fixer ce mandrin de façon amovible à la pièce centrale ou corps interne (13). Avec un tel mandrin, sans ailettes de support, la longueur de l'ensemble tête de répartition (1) et outillage (2) est réduite. De plus, la disposition axidissymétrique des canaux d'alimentation (9) et (12) des répartiteurs de flux, permet la réalisation solidaire de la pièce centrale (13) avec le corps de l'extrudeuse (17) et la fixation de la partie arrière du restant de la tête de répartition (1) avec le corps de l'extrudeuse (17) comme par exemple avec un boulon (16).
, 9~5i2~9 -- ~C
Ainsi, à cause de la rigidité de la construction et de la réduction de la longueur de l'ensemble, on évite la présence de toute ailette dans les canaux annulaires (5), (6) et (7) qui servent à l'acheminement ou transport de la matière fondue.
Il est bien entendu que dans la définition du mandrin est compris le poinçon de la filière.
Le moyen de fixation (14) de préférence réglable, et pouvant par exemple être constitué par une bague coulissante fixée à la pièce centrale (13), perme-t d'avancer ou de reculer le mandrin par rapport à la tete de répartition. Cette possibilité de réglage, en fonction de la géométrie du mandrin, permet de jouer sur les epaisseurs des différentes couches, et en particulier de la couche interne du tube par variation du diamètre du canal (7).
La figure 2, variante de la figure 1, illustre une disposition possible dans la pièce centrale (13) de plusieurs canaux, axidissymétriques par rapport à l'axe de la tête de répartition, d'alimentation (9) des répartiteurs de flux (10) et (11) des canaux servant au passage de la matière constituant les parois interne et externe du tube.
Plus particulièrement, ce canal (9) divisé en deux dans la pièce centrale (13) alimente séparément les répartiteurs de ~lux (10) et (11).
La figure 3, également variante de la figure 1, illustre une des nombreuses possibilités de disposition des - canaux (9) et (12) d'alimentation des répartiteurs de flux des trois canaux annulaires (5), (6) et (7) sans qu'il soit nécessaire de les couper partiellement axialement par des ailettes de support.
L'appareillage selon l'invention permet la fabrication de tubes plastiques à parois composites. Le procédé consiste à introduire dans la tête de répartition, chauffée et régulée, la matière constituant les parois du ~ B
, ..
i~, .
l~9~)S,~9 - 4d -tube, que l'on sépare en deux veines d'écoulement entre lesqueiles on injecte une matière de remplissaget formant une troisième veine d'écoulement que l'on rapproche et met en contact avec les deux autres avant de les conformer définitivement dans une filière et éventuellement dans un conformateur.
-, .. .. . .. .
' ~ ~ ' .. ! , Plus particullèreme~t, le procédé con~istant :
- à alimenter en matière plastique, au moyen de deux extru-deuses, une tête de répartitlon (l) dans laquelle la matière plastlque est distribuée par des canaux (9) (12) d'alimentation respectivement dans deux canaux annulaires (5) (7) précédés de répartiteurs de flux (ll) ~lO), pour former les parois externe et interne du tube, et, dans un canal annulaire intermediaire (6) pour former l'âme du tube, le canal d'alimentation des deux canaux annulaires des parois divisant en deux flux la matière plastique en amont de l'alimentation du reparti-teur de flux t8) du canal annulaire intermedia~re, - a reunir les trois flux de matière plastlque sensiblement en sortle de la tête de rép~rtition au plus tard au point de jonct~on des troncs de cônes divergent (4') et convergent (4") du mandrin, situé dans le prolongement et senslblement dans l'axe de la tête de répartition, les répartlteurs de flux étant alimentés axidissymétri-quement par rapport à l'axe de l'ensemble tête de répartition -outlllage d'extrusion.
Le mandrin étant directement fixé à la pièce centrale (13) les matières s'écoule~t dans l'ensemble tête de répartition outillage dlextrusion sans etre tranchées par la moindre ailette.
Avec l'appareillage suivant l'invention, il est possible d'extruder deux matières plastiques différentes. Il est egalement possible d'extruder un tube possedant des parois denses et une âme allégée. Cet appareillage serait cependant facilement adaptable pour la coextrusion de trois matières. Il suffirait de diviser le canal (9) en deux et de relier chacune des parties à une extrudeuse. Dans ce cas l'ensemble d'extrusion complet nécessiterait trois extrudeuses.
L'appareillage convient pour toutes les matières plastiques extrudables en particulier le polychlorure de vinyle, les polyoléfines ou encore le polystyrène. Lorsque l'ame du tube fabriqué est consti~
tuée d'une matière plastique allégée, on cholsit de préférence un matériau expan6ible compatible avec la matière constituant la paroi de façon à ce que s'établisse une adhérence suffisante entre les parois et l'ame pour assurer la cohésion du composite.
Pour changer les dimensions du tube, il suffit de changer d'outillage d'extrusion : filière et mandrin. Outre que le réglage des epaisseurs des parois interne et externe du tuhe pui~se 8e rllire, ,: :~ .. :
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lL~9(~S2''3 comme déJà indiqué, par action 8ur la position du mandrin, il e~t également po6sible de regler, de fason connue, les epaisseurs de~
parois et de l'ame en modulant les débits des extrudeuse~ l'une par rapport à l'autre.
Au moyen de cet appareillage soat realisés de~ tubes posse-dant un excellent aspect de surface, toute trace lalssee, selon les procedes anterieurs par les ailettes, etant supprimee.
.
. . .
Selon cet appareillage, une des extrudeuses alimente de fason classique axisymétrique la tête de répartition. Une telle alimentatiQn nécesslte l'utilisation d'un premler jeu d'ailettes, ; coupant le flux de matières fondues, pour maintenir le coeur metal-lique de la tête de repartition à l'ensemble de l'appareillage. De même, le cône divergent nécessite en sa plus grande partie l'existence ; d'un second jeu d'ailettes permettant de le fixer à l'ensemble del'apparelllage. Dans ces types d'apparelllage, au moin6 trois allettes maintiennent le coeur de répartition et au moins qua~re maintiennent le cône de sortle dlvergent. Ces deux ~eux d'ailettes, qui coupent le flux de maticres fondues, sont particulicrement genante~ en ce que .:;
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d'une part, elles laissent plus ou moins de traces rectilignes sur le matériau final, e-t que, d'autre part, pour atténuer ces traces en permettant la soudure le plus nette possible des produits fondus après la coupure, il est - 5 necessaire d'avoir une distance suffisante entre les dernières ailettes et la filière ce qui entraine l'obligation d'utiliser un matériel long et volumineux.
Afin de réaliser des films multicouches un système complexe a éta proposé dans le brevet des Etat-Unis d'Amérique 3.756.758 consistant à alimenter axidissymétri-quement des canaux parallèles aboutissant à des sortes de distributeurs de chacun des flux avant la filière commune.
Ces distributeurs de flux disposés perpendiculairement à
l'axe de l'outillage comportent nécessairement, comme dans le cas du cone divergent de la technique précédente un jeu d'ailettes ce qui entraine les inconvénients signalés.
Selon cette technique d'alimentation axidissymétri~ue, si on peut supprimer le premier jeu d'ailettes de la tete de répartition, il n'est pas possible de supprimer celui précédent la filière.
De cet art antérieur connu il n'est pas possible de réaliser des tubes multicouches par coextrusion de matières sans utiliser un outillage comportant au moins un jeu d'ailettes coupant les flux de matières.
L'appareillage selon l'invention remédie à ces inconvénients en ce que toutes les ailettes sont supprimées, la tete de répartition et le mandrin solidaires étant fixés au corps d'une extrudeuse en amont de llalimentation des répartiteurs de flux des matières. Ce perfectionnement permet d'améliorer très nettement l'aspect de surface des tubes fabriqués.
Selon la présente invention, il est prévu un appareillage pour la fabrication par extrusion de tubes plastiques à structure composite constitué d'un ensemble .
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tête de répartition - outillage d'extrustion comprenant une filière ainsi qu'un mandrin, la tete de répartition étant divisée en un premier, deuxième et troisième canaux annulaires se réunissant sensiblement au niveau de l'outillage d'extrusion, les premier et troisième canaux servant au passage de la matière constituant les parois externe et interne du tube et encadrant le deuxième canal servant au passage de la matière constituant l'ame du tube, lesdits premier et troisième canaux se joignant en amont d'un répartiteur de flux dudit deuxième canal à un premier canal d'alimentation relié à une première extrudeuse, ledit premier canal d'alimentation alimentant des répartiteurs de flux des premier et troisième canaux pour le passage de la matière des parois, ledit répartiteur de flux dudit deuxième canal pour le passage de la matière de l'ame étant alimenté
par un second canal d'alimentation relié à une seconde extrudeuse, caractérisé en ce que les canaux d'alimentation - des répartiteurs de flux sont disposés axidissymétriquement par rapport à l'axe de l'ensemble tête de répartition -outillage d'extrusion et en ce que le mandrin est constitué
de deux troncs de cônes divergent et convergent, l'ensemble des éléments composant l'appareillage formant un bloc unitaire fixé directement au corps d'une extrudeuse en amont de l'alimentation des répartiteurs de flux avec exclusion de toute ailette accessoire de fixation.
Selon la présente invention, il est également prévu un procédé de fabrication de tubes plastiques à parois composites consistant à alimenter en matière plastique au moyen de deux extrudeuses une tête de répartition dans laquelle la matière plastique est disbribuée par des canaux d'alimentation dans deux canaux annulaires, précédés de répartiteurs de flux, pour former les parois externe et interne du tube, et, dans un canal annulaire intermédiaire pour former l'ame du tube, le canal d'alimentation des deux B~
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canaux annulaires des parois divisant en deux flux la matière plastique en amont de l'alimentation des répartiteurs de flux du canal annulaire in-termédiaire à
réunir les trois flux de matière plastique sensiblement en sortie de la tête de répartition au plus -tard au point de jonction des troncs de cônes divergent et convergent du mandrin fixé à la pièce centrale et situé dans le ` prolongement et sensiblement clans l'axe de la tête de répartition, les répartiteurs de flux étant alimentés axidissymétriquement par rapport à l'axe de l'ensemble tête de répartition - outillage d'extrusion.
Des modes de réalisation préférentiels vont être maintenant décrits à titre d'exemples non limitatifs en se référant aux dessins dans lesquels:
15la figure 1 illustre une coupe de l'appareillage selon l'invention, et les figures 2 et 3 sont des variantes de la figure 1 .
La figure 1 illustre une coupe de l'appareillage constitué de l'ensemble tête de répartition (1) et outillage d'extrusion (2), ce dernier comprenant une filière (3) et un mandrin (4). La tête de répartition est formée d'une pièce centrale (13) et de trois pièces cylindri~ues (15), (15'), et ~15") ayant successivement des diamètres croissants encerclant la pièce centrale (13) et contenus l'un dans l'autre. Trois canaux (5) (6) (7) sont ainsi formés qui se joignent sensiblement au niveau du plus grand diamètre (19) de l'outillage d'extrusion (2). Les deux canaux (5) et (7) servent de passages pour la matière constituant les parois extérieure et intérieure du tube et encadrent un canal (6) servant au passage de la matière constituant l'âme du tube.
Les canaux (5) et (7) sont réunis ensemble en amont d'un répartiteur de flux (8) du canal (6) au moyen d'un canal d'alimentation (9). Ce canal d'alimentation (9) alimente .
. ............................... ..
~ ' ~, ~ " ' , .
- 4a -des répartiteurs de flux (10) et (11) des canaux (5) et (7).
Le répartiteur de flux (8) est alimenté de la matière constituant l'âme du tube par un autre canal d'alimentation (12). Selon cette variante, les deux canaux d'alimentation (9) et (12) des répartiteurs de flux sont disposés axidissy-métriquement par rapport à l'axe de l'ensemble tête de répartition (1) et outillage d'extrusion (2). Par "axidissymétrique" on entend toute disposition des canaux d'alimentation (9) et (12) autre que symétrique par rapport à l'axe de l'ensemble précisé. Sous cette definition, on entend egalement la disposition des deux canaux d'alimen-ta-tion (9) et (12) de façon radiale par rapport à cet ensemble. Avec une telle disposition, la pièce centrale (13) représentant le corps interne de la tête de répartition (l) est faite d'une seule pièce avec les trois pièces (15), (15') et (15") représentant le reste, ou corps externe, de la tête de répartition (l). C'est-à-dire grâce à cette disposition axidissymétrique, la pièce centrale (13), repré-sentant le corps interne de la tête de répartition, compor-tant un ou plusieurs canaux d'alimentation (9), lerépartiteur de flux (10) et un moyen de fixation (14) de l'outillage d'extrusion est solidaire, en amont du répartiteur de flux (lO) du canal interne (7), du bloc de l'ensemble de pièces (15), (15'), (15") représentant le reste, ou corps externe, de la tête de répartition.
Il faut noter qu'au moins une partie de la pièce centrale (13) et de la première pièce cylindrique (15) sont en contact physique suivant la ligne représentée par (24) créant ainsi le canal annulaire interne (7) entre une partie seulement de la pièce centrale (13) et de la première pièce cylindrique (15). L'extrémité (26) de la première pièce cylindrique (15) se repose sur le corps d'une première extrudeuse (17). De la même facon, la deuxième pièce cylindrique concentrique (15') est en engagement avec une ~ rr,?~' ~. - ' , ~a~s~
- 4b -extrémité de la première pièce cylindrique (15) suivant la ligne (22) et est en contact avec une partie de la première pièce cylindrique (15) suivant la ligne (23) et du corps de l'extrudeuse suivant la ligne (28). Ainsi, la première pièce cylindrique (15) est maintenue fixe par l'action de - support de la partie (22) de la deuxième pièce cylindrique (15'). De même, 'a troisième pièce cylindrique ou pièce extérieure (15") s'appuie sur une extrémité de la deuxième pièce cylindrique (15') selon la ligne (20) et se repose physiquement contre la deuxième pièce cylindrique (15') selon la ligne (21). La troisième pièce cylindrique ou pièce extérieure (15") est également en contact avec le corps de l'extrudeuse selon la ligne (30) où un moyen de fixation par exemple un boulon (16) est utilisé poux fixer la troisième pièce cylindrique (15") à l'extrudeuse (17).
Etant donné qu'une seule des extrémités ou bases de chaque cylindre est en engagement l'une avec l'autre et avec -~ l'extrudeuse (17) et étant donné que des portions seulement des extrémités de chacune des trois pièces cylindriques (15), (15') et (15") sont physiquement en contact avec l'une , l'autre suivant les lignes (21), (23) et (24), les trois canaux annulaires (5), (6) et (7) sont ainsi formés.
Le mandrin (4) comprend deux troncs de cône divergent (4') et convergent (4") et un moyen de fixation (14) solidaire pour fixer ce mandrin de façon amovible à la pièce centrale ou corps interne (13). Avec un tel mandrin, sans ailettes de support, la longueur de l'ensemble tête de répartition (1) et outillage (2) est réduite. De plus, la disposition axidissymétrique des canaux d'alimentation (9) et (12) des répartiteurs de flux, permet la réalisation solidaire de la pièce centrale (13) avec le corps de l'extrudeuse (17) et la fixation de la partie arrière du restant de la tête de répartition (1) avec le corps de l'extrudeuse (17) comme par exemple avec un boulon (16).
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Ainsi, à cause de la rigidité de la construction et de la réduction de la longueur de l'ensemble, on évite la présence de toute ailette dans les canaux annulaires (5), (6) et (7) qui servent à l'acheminement ou transport de la matière fondue.
Il est bien entendu que dans la définition du mandrin est compris le poinçon de la filière.
Le moyen de fixation (14) de préférence réglable, et pouvant par exemple être constitué par une bague coulissante fixée à la pièce centrale (13), perme-t d'avancer ou de reculer le mandrin par rapport à la tete de répartition. Cette possibilité de réglage, en fonction de la géométrie du mandrin, permet de jouer sur les epaisseurs des différentes couches, et en particulier de la couche interne du tube par variation du diamètre du canal (7).
La figure 2, variante de la figure 1, illustre une disposition possible dans la pièce centrale (13) de plusieurs canaux, axidissymétriques par rapport à l'axe de la tête de répartition, d'alimentation (9) des répartiteurs de flux (10) et (11) des canaux servant au passage de la matière constituant les parois interne et externe du tube.
Plus particulièrement, ce canal (9) divisé en deux dans la pièce centrale (13) alimente séparément les répartiteurs de ~lux (10) et (11).
La figure 3, également variante de la figure 1, illustre une des nombreuses possibilités de disposition des - canaux (9) et (12) d'alimentation des répartiteurs de flux des trois canaux annulaires (5), (6) et (7) sans qu'il soit nécessaire de les couper partiellement axialement par des ailettes de support.
L'appareillage selon l'invention permet la fabrication de tubes plastiques à parois composites. Le procédé consiste à introduire dans la tête de répartition, chauffée et régulée, la matière constituant les parois du ~ B
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l~9~)S,~9 - 4d -tube, que l'on sépare en deux veines d'écoulement entre lesqueiles on injecte une matière de remplissaget formant une troisième veine d'écoulement que l'on rapproche et met en contact avec les deux autres avant de les conformer définitivement dans une filière et éventuellement dans un conformateur.
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' ~ ~ ' .. ! , Plus particullèreme~t, le procédé con~istant :
- à alimenter en matière plastique, au moyen de deux extru-deuses, une tête de répartitlon (l) dans laquelle la matière plastlque est distribuée par des canaux (9) (12) d'alimentation respectivement dans deux canaux annulaires (5) (7) précédés de répartiteurs de flux (ll) ~lO), pour former les parois externe et interne du tube, et, dans un canal annulaire intermediaire (6) pour former l'âme du tube, le canal d'alimentation des deux canaux annulaires des parois divisant en deux flux la matière plastique en amont de l'alimentation du reparti-teur de flux t8) du canal annulaire intermedia~re, - a reunir les trois flux de matière plastlque sensiblement en sortle de la tête de rép~rtition au plus tard au point de jonct~on des troncs de cônes divergent (4') et convergent (4") du mandrin, situé dans le prolongement et senslblement dans l'axe de la tête de répartition, les répartlteurs de flux étant alimentés axidissymétri-quement par rapport à l'axe de l'ensemble tête de répartition -outlllage d'extrusion.
Le mandrin étant directement fixé à la pièce centrale (13) les matières s'écoule~t dans l'ensemble tête de répartition outillage dlextrusion sans etre tranchées par la moindre ailette.
Avec l'appareillage suivant l'invention, il est possible d'extruder deux matières plastiques différentes. Il est egalement possible d'extruder un tube possedant des parois denses et une âme allégée. Cet appareillage serait cependant facilement adaptable pour la coextrusion de trois matières. Il suffirait de diviser le canal (9) en deux et de relier chacune des parties à une extrudeuse. Dans ce cas l'ensemble d'extrusion complet nécessiterait trois extrudeuses.
L'appareillage convient pour toutes les matières plastiques extrudables en particulier le polychlorure de vinyle, les polyoléfines ou encore le polystyrène. Lorsque l'ame du tube fabriqué est consti~
tuée d'une matière plastique allégée, on cholsit de préférence un matériau expan6ible compatible avec la matière constituant la paroi de façon à ce que s'établisse une adhérence suffisante entre les parois et l'ame pour assurer la cohésion du composite.
Pour changer les dimensions du tube, il suffit de changer d'outillage d'extrusion : filière et mandrin. Outre que le réglage des epaisseurs des parois interne et externe du tuhe pui~se 8e rllire, ,: :~ .. :
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lL~9(~S2''3 comme déJà indiqué, par action 8ur la position du mandrin, il e~t également po6sible de regler, de fason connue, les epaisseurs de~
parois et de l'ame en modulant les débits des extrudeuse~ l'une par rapport à l'autre.
Au moyen de cet appareillage soat realisés de~ tubes posse-dant un excellent aspect de surface, toute trace lalssee, selon les procedes anterieurs par les ailettes, etant supprimee.
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Claims (6)
1. Appareillage pour la fabrication par extrusion de tubes plastiques à structure composite constitué d'un ensemble tête de répartition et d'outillage d'extrusion comprenant une filière ainsi qu'un mandrin, la tête de répartition étant divisée en un premier, deuxième et troisième canaux annulaires se réunissant sensiblement au niveau de l'outillage d'extrusion, les premier et troisième canaux servant au passage de la matière constituant les parois externe et interne du tube et encadrant le deuxième canal servant au passage de la matière constituant l'âme du tube, les premier et troisième canaux se joignant en amont d'un répartiteur de flux dudit deuxième canal à un premier canal d'alimentation relié à une première extrudeuse, ledit premier canal d'alimentation alimentant des répartiteurs de flux des premier et troisième canaux pour le passage de la matière des parois, ledit répartiteur de flux dudit deuxième canal de passage de la matière de l'âme étant alimenté par un second canal d'alimentation relié à une seconde extrudeuse, caractérisé en ce que les canaux d'alimentation des répartiteurs de flux sont disposés axidissymétriquement par rapport à l'axe de l'ensemble tête de répartition et outillage d'extrusion et en ce que le mandrin est constitué
de deux troncs de cônes divergent et convergent, l'ensemble des éléments composants l'appareillage formant un bloc unitaire fixé directement au corps d'une extrudeuse en amont de l'alimentation des répartiteurs de flux avec exclusion de toute ailette accessoire de fixation.
de deux troncs de cônes divergent et convergent, l'ensemble des éléments composants l'appareillage formant un bloc unitaire fixé directement au corps d'une extrudeuse en amont de l'alimentation des répartiteurs de flux avec exclusion de toute ailette accessoire de fixation.
2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé
en ce qu'une pièce centrale de la tête de répartition sur laquelle se trouve le répartiteur de flux du canal annulaire pour le passage de la matière servant à former la paroi interne du tube est solidaire en amont dudit répartiteur de flux du bloc de l'ensemble de pièces représentant le corps externe de la tête de répartition.
en ce qu'une pièce centrale de la tête de répartition sur laquelle se trouve le répartiteur de flux du canal annulaire pour le passage de la matière servant à former la paroi interne du tube est solidaire en amont dudit répartiteur de flux du bloc de l'ensemble de pièces représentant le corps externe de la tête de répartition.
3. Appareillage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pièce centrale sur laquelle se trouve le répartiteur de flux dudit troisième canal annulaire pour le passage de la matière servant à former la paroi interne du tube est traversée par au moins un canal d'alimentation dudit répartiteur.
4. Appareillage selon la revendication 2, caractérisé en ce que la pièce centrale sur laquelle se trouve le répartiteur de flux du canal annulaire pour le passage de la matière servant à former la paroi interne du tube est traversée par deux canaux axidissymétriques, alimentés par la même extrudeuse, l'un des canaux alimentant le répartiteur de flux du canal annulaire pour le passage de la matière servant à former la paroi interne du tube, l'autre canal alimentant le répartiteur de flux du canal annulaire pour le passage de la matière servant à former la paroi externe du tube.
5. Appareillage selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que le corps interne de la tête de répartition possède dans une de ses extrémités et sensiblement dans l'axe, un moyen de fixation comportant lui-même un moyen de réglage du mandrin de l'outillage d'extrusion.
6. Procédé de fabrication de tubes plastiques à
parois composites consistant à alimenter en matière plastique au moyen de deux extrudeuses une tête de répartition dans laquelle la matière plastique est distribuée par des canaux d'alimentation dans deux canaux annulaires, précédés de répartiteurs de flux, pour former les parois externe et interne du tube, et, dans un canal annulaire intermédiaire pour former l'âme du tube, le canal d'alimentation des deux canaux annulaires des parois divisant en deux flux la matière plastique en amont de l'alimentation des répartiteurs de flux du canal annulaire intermédiaire, à réunir les trois flux de matière plastique sensiblement en sortie de la tête de répartition au plus tard au point de jonction des troncs de cônes divergent et convergent du mandrin fixé à la pièce centrale et situé dans le prolongement et sensiblement dans l'axe de la tête de répartition, les répartiteurs de flux étant alimentés axidissymétriquement par rapport à l'axe de l'ensemble tête de répartition - outillage d'extrusion.
parois composites consistant à alimenter en matière plastique au moyen de deux extrudeuses une tête de répartition dans laquelle la matière plastique est distribuée par des canaux d'alimentation dans deux canaux annulaires, précédés de répartiteurs de flux, pour former les parois externe et interne du tube, et, dans un canal annulaire intermédiaire pour former l'âme du tube, le canal d'alimentation des deux canaux annulaires des parois divisant en deux flux la matière plastique en amont de l'alimentation des répartiteurs de flux du canal annulaire intermédiaire, à réunir les trois flux de matière plastique sensiblement en sortie de la tête de répartition au plus tard au point de jonction des troncs de cônes divergent et convergent du mandrin fixé à la pièce centrale et situé dans le prolongement et sensiblement dans l'axe de la tête de répartition, les répartiteurs de flux étant alimentés axidissymétriquement par rapport à l'axe de l'ensemble tête de répartition - outillage d'extrusion.
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