" Procédé et dispositif pour le boudinage de matières plastiques ".
L'invention a pour principal objet un procédé pour le boudinage -respectivement pour exécuter toutes opérations- et
ce procédé est tel qu'on neutralise toutes ou au moins une grande partie des poussées axiales qui se développent communément sur les butées dans les boudineuses usuelles.
L'invention a aussi pour objet toute boudineuse appliquant ce procédé.
Comme on le sait, dans les boudineuses actuelles, à
une ou plusieurs vis, le problème le plus important à résoudre est celui qui est relatif aux supports des vis, lesquelles sont sollicitées par des poussées axiales extraordinairement importantes, provoquées par le travail de la matière à extruder.
Comme le savent très bien les spécialistes de ces ques-tions, les calculs amènent toujours à prévoir des butées extrêmement importantes, ce qui limite la réalisation de telles machines à des types relativement très réduits.
De plus, les butées même spécialement conditionnées sont amenées à travailler à des taux anormaux créant des problèmes complémentaires de construction nombreux sans néanmoins atteindre des résultats satisfaisants. Il est bien connu que les boudineuses sont un souci constant et que, d'autre part, les dimensions transversales des pièces extrudées sont sensiblement limitées.
Dans le cas des machines du type à une vis, la butée
du genre conique à rouleaux, malgré ses dimensions importantes, travaille sous des pressions excessives et nécessite un réglage, un alignement et des dispositifs connexes compliqués.
Dans le cas des machines à vis jumelées dont le principe est excellent pour le travail de la matière, l'entr'axe est forcément réduit (les vis s'engrenant). Il devient donc impossible ici de placer des butées de roulement et l'on doit se contenter de reprendre les poussées formidables par une embase de petites dimensions qui subit des pressions spécifiques inimaginables.
On conçoit donc que, dans ce cas en particulier, le travail de frottement devienne facilement excessif puisqu'on doit substituer au travail de roulement (machine à une vis) celui de frottement de glissement sous pression spécifique de quasi interpénétration des métaux, ce qui augmente le coefficient de frottement et rend illusoires tous les dispositifs de lubrification quel que soit le lubrifiant.
Il en résulte des résistances passives exagérées qui provoquent de nombreux troubles dans le fonctionnement général de la machine : échauffement, grippage, usu-res, absorption de grandes puissances motrices avec, pour corollaire, une augmentation importante des contraintes dans tous les organes.
Dans l'un ou l'autre type des machines actuelles, ces inconvénients sont encore aggravés lors du phénomène dit "de bourrage" qui fait travailler la machine en véritable vérin hydrau
-lique.
Le travail effectif n'est qu'un faible pourcentage de la puissance totale requise pour l'entraînement.
Cette puissance totale importante et la quasi impossibilité (due aux principes mêmes de ces machines) de dimensionner les organes à suffisance, oblige à l'emploi d'aciers spéciaux ou d'alliages nobles, améliorés encore par des traitements thermiques ou autres : cémentation, nitruration etc... sans que l'on ne
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anormales ni des ruptures par fatigue, surtout dans les machines à vis jumelées.
Selon le procédé de l'invention, tous ces inconvénients sont radicalement écartés.
En effet, ce procédé consiste essentiellement en ce que la matière est déplacée, à la fois, dans deux directions opposées d'où il résulte que les composantes axiales résultant des travaux amenant lesdits déplacements opposés se neutralisent mutuellement, en tout ou en partie.
On peut remplir cette condition de l'invention par des moyens divers. Notamment, on peut faire usage de deux vis ou groupes de vis disposés opposément dans le prolongement l'une
de l'autre; la matière peut être déplacée en deux masses s'écartant l'une de l'autre ou inversement en deux masses convergentes. Les vis ainsi opposées peuvent être de dimensions égales ou différentes.
Des variantes de construction peuvent encore résulter des moyens d'entralnement appliqués, lesquels peuvent être communs aux deux vis ou bien être individuels pour chacune d'elle.
Egalement, les deux vis ainsi opposées peuvent traiter des matières égales ou différentes.
Une autre variante encore consisterait à réaliser à l'aide de deux vis opposées conformes à l'invention un cycle complet de boudinage et de préboudinage. La matière préboudinée par une vis pouvant alimenter directement la seconde vis de la paire réalisant le procédé de l'invention.
Il va de soi que les boudineuses peuvent forcer la matière plastique au travers de filières usuelles absolument quelconques et la matière extrudée ne doit pas nécessairement être évacuée dans le prolongement de l'axe des vis. L'axe longitudinal de la filière peut être orienté d'une manière absolument quelconque, le dispositif de l'invention pouvant d'ailleurs alimenter simultanément plusieurs filières, orientées de toute manière appropriée.
A l'effet de mieux faire ressortir encore la caractéristique dominante de l'invention, différentes variantes sont décrites plus en détail ci-après en se référant aux dessins annexés, dans lesquels:
la figure 1 schématise une coupe longitudinale par une boudineuse ordinaire;
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variantes de réalisation de machines appliquant le procédé de l'invention; la figure 8 est une coupe longitudinale par une boudineuse conforme à l'invention.
Dans la figure 1, on a schématisé une boudineuse ordinaire caractérisée par une vis d'Archimède 1 tournant dans un four-
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chapelle du fourreau _2. Un orifice .2 permet l'introduction de la matière plastique et son adduction dans la chapelle dudit
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à raison de la nature même des matières thermo-plastiques, il se développe des effets de poussée axiale considérables dans
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lui permettre d'absorber ces efforts considérables, ce qui est réellement un problème important et difficile à résoudre.
Le procédé de l'invention résoud ce problème d'une manière radicale.
En effet, si l'on observe la figure 2, on constate que, conformément à l'invention, on dispose deux vis 6-2 en manière telle que leur axe longitudinal soit dans le prolongement l'un de l'autre et que les deux vis tournent ou sont conditionnées en sorte que deux masses de matière cheminent simultanément en sens opposé, respectivement dans le sens F2.
Si les deux boudineuses ainsi opposées ont les mêmes caractéristiques et travaillent la même matière, les efforts de poussée longitudinale sont égaux et s'annulent. Si les deux boudineuses travaillent selon des caractéristiques différentes, les deux poussées axiales se neutraliseront partiellement et les butées ne devront absorber qu'un effort résultant substantiellement égal à la différence desdites poussées.
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neuses et/ou à les conditionner en sorte qu'elles travaillent opposément, les deux masses de matière convergeant dans le sens
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et être extrudées ensemble ou bien être maintenues indépendantes l'une de l'autre. Dans ces cas également, les efforts longitudinaux dans les deux vis s'annuleront ou se neutraliseront partiellement, la résultante étant également la somme algébrique desdits efforts de poussée.
La figure 4 schématise une variante semblable à celle <EMI ID=8.1>
commun des deux vis par un dispositif aménagé entre elles. Ce dispositif est schématisé par une roue dentée 8 pouvant elle-même être entraînée de toute manière connue.
La figure 5 schématisent une autre vatiante dans laquelle les moyens d'entraînement des deux vis sont extérieurs et individuels. Ils sont également schématisés symboliquement par les <EMI ID=9.1> La figure 6 schématise une exécution dans laquelle la matière extrudée d'une première vis 11 est déplacée par un conduit
12 dans la seconde boudineuse 13. Ce cas pourra être appliqué lorsque le boudinage est précédé par une opération de préboudinage. La même machine pourra donc ainsi, pour la première fois, réaliser un cycle complet de boudinage en deux phases. La figure 7 est semblable à la figure 4 mais elle a seulement pour but de préciser que les filières proprement dites peuvent être orientées de n'importe quelle manière (cela ne modifiant en rien le sens des poussées axiales intéressant le procédé de l'invention).
On pourra encore imaginer d'autres variantes sans cependant sortir du cadre de l'invention pour autant que les poussées axiales des deux vis ou groupes de vis soient opposés.
On pourrait atteindre partiellement les avantages du présent procédé en disposant les vis opposées d'une telle manière que leurs axes soient mutuellement légèrement inclinés.
Les boudineuses ainsi opposées deux à deux peuvent être
à une ou plusieurs vis. Dans ce dernier cas, on pourra soit opposer les différentes vis deux à deux ou bien opposer les roulements ou les butées communes à chaque groupe de vis.
Au cas où les axes longitudinaux des vis opposées sont indépendants l'un de l'autre, on pourra interposer entre eux des butées appropriées.
La figure 8 schématise une coupe radiale longitudinale par une exécution appliquant le principe de la figure 4.
Le procédé de l'invention pourra ainsi être appliqué sous toutes formes dans des boudineuses de tout genre et de toutes dimensions.
REVENDICATIONS.
1. Procédé pour le boudinage de matières plastiques, caractérisé en ce qu'il consiste à solliciter la matière en deux masses individuelles d'une telle manière que ces deux masses cheminent opposément en sorte que les poussées axiales sur les organes de la machine boudineuse se neutralisent partiellement
ou totalement.
2. Dispositif pour l'application du procédé conforme
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"Method and device for extruding plastics".
The main object of the invention is a process for the extrusion -respectively for carrying out all operations- and
this process is such that all or at least a large part of the axial thrusts which commonly develop on the stops in conventional extruders are neutralized.
The subject of the invention is also any extruder applying this process.
As we know, in current extruders,
one or more screws, the most important problem to be solved is that relating to the supports of the screws, which are stressed by extraordinarily large axial thrusts, caused by the working of the material to be extruded.
As the specialists in these ques-tions know very well, the calculations always lead to provide extremely large stops, which limits the production of such machines to relatively very small types.
In addition, the stops, even specially conditioned, are made to work at abnormal rates creating numerous additional construction problems without nevertheless achieving satisfactory results. It is well known that extruders are a constant concern and that, on the other hand, the transverse dimensions of the extruded parts are substantially limited.
In the case of machines of the single screw type, the stop
of the conical roller type, despite its large dimensions, works under excessive pressure and requires complicated adjustment, alignment and related devices.
In the case of twin screw machines, the principle of which is excellent for working with the material, the center distance is necessarily reduced (the screws mesh). It thus becomes impossible here to place bearing stops and one must be satisfied with taking up the formidable thrusts by a base of small dimensions which undergoes unimaginable specific pressures.
It is therefore conceivable that, in this case in particular, the work of friction easily becomes excessive since the work of rolling (machine with one screw) must be replaced by that of sliding friction under specific pressure of quasi interpenetration of metals, which increases coefficient of friction and makes all lubrication devices illusory regardless of the lubricant.
This results in exaggerated passive resistances which cause numerous disorders in the general operation of the machine: heating, seizing, usu-res, absorption of large driving powers with, as a corollary, a significant increase in stresses in all the components.
In one or the other type of current machines, these drawbacks are further aggravated during the so-called "jamming" phenomenon which makes the machine work as a real hydraulic cylinder.
-lique.
Actual work is only a small percentage of the total power required for training.
This significant total power and the virtual impossibility (due to the very principles of these machines) to size the components sufficiently, requires the use of special steels or noble alloys, further improved by heat or other treatments: cementation, nitriding etc ... without having to
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abnormal or fatigue breakage, especially in twin screw machines.
According to the process of the invention, all these drawbacks are radically eliminated.
Indeed, this method consists essentially in that the material is moved, at the same time, in two opposite directions, from which it follows that the axial components resulting from the work leading to said opposite displacements neutralize each other, in whole or in part.
This condition of the invention can be fulfilled by various means. In particular, one can make use of two screws or groups of screws arranged opposite in the extension one
the other; matter can be moved in two masses moving apart from each other or vice versa in two converging masses. The screws thus opposed can be of equal or different dimensions.
Construction variants can also result from the driving means applied, which can be common to the two screws or else be individual for each of them.
Also, the two screws thus opposed can handle equal or different materials.
Yet another variant would consist in carrying out, using two opposite screws in accordance with the invention, a complete cycle of extrusion and prebudding. The material preboudined by a screw can directly feed the second screw of the pair carrying out the method of the invention.
It goes without saying that extruders can force the plastic material through absolutely any customary dies and the extruded material does not necessarily have to be discharged in the extension of the axis of the screws. The longitudinal axis of the die can be oriented in absolutely any way, the device of the invention being able, moreover, to simultaneously feed several dies, oriented in any suitable manner.
In order to bring out even more clearly the dominant characteristic of the invention, various variants are described in more detail below with reference to the accompanying drawings, in which:
Figure 1 schematically shows a longitudinal section through an ordinary extruder;
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variant embodiments of machines applying the method of the invention; FIG. 8 is a longitudinal section through an extruder according to the invention.
In Figure 1, we have schematized an ordinary extruder characterized by an Archimedean screw 1 rotating in a furnace.
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sheath chapel _2. An orifice .2 allows the introduction of the plastic material and its adduction in the chapel of said
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Due to the very nature of thermoplastic materials, considerable axial thrust effects develop in
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to allow it to absorb these considerable efforts, which is really an important and difficult problem to solve.
The method of the invention solves this problem in a radical way.
Indeed, if we observe Figure 2, we see that, according to the invention, there are two screws 6-2 in such a way that their longitudinal axis is in the extension of one another and that the two screws rotate or are conditioned so that two masses of material travel simultaneously in opposite directions, respectively in direction F2.
If the two extruders thus opposed have the same characteristics and work the same material, the longitudinal thrust forces are equal and cancel each other out. If the two extruders work according to different characteristics, the two axial thrusts will partially neutralize each other and the stops will only have to absorb a resulting force substantially equal to the difference of said thrusts.
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neuse and / or to condition them so that they work oppositely, the two masses of matter converging in the direction
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and be extruded together or be kept independent of each other. Also in these cases, the longitudinal forces in the two screws will cancel each other out or partially neutralize each other, the resultant also being the algebraic sum of said thrust forces.
Figure 4 shows schematically a variant similar to that <EMI ID = 8.1>
common to the two screws by a device arranged between them. This device is shown schematically by a toothed wheel 8 which can itself be driven in any known manner.
FIG. 5 shows schematically another vatiante in which the drive means of the two screws are external and individual. They are also symbolically represented by the <EMI ID = 9.1> Figure 6 shows schematically an execution in which the material extruded from a first screw 11 is moved by a duct
12 in the second extruder 13. This case may be applied when the extrusion is preceded by a prebudding operation. The same machine will therefore be able, for the first time, to carry out a complete extrusion cycle in two phases. Figure 7 is similar to Figure 4 but it is only intended to clarify that the dies themselves can be oriented in any way (this does not modify the direction of the axial thrusts of interest to the process of the invention) .
It is also possible to imagine other variants without, however, departing from the scope of the invention provided that the axial thrusts of the two screws or groups of screws are opposed.
The advantages of the present method could be partially achieved by arranging the opposing screws in such a way that their axes are mutually slightly inclined.
The extruders thus opposed two by two can be
with one or more screws. In the latter case, it is possible either to oppose the different screws in pairs or to oppose the bearings or the stops common to each group of screws.
In the event that the longitudinal axes of the opposite screws are independent of one another, suitable stops may be interposed between them.
FIG. 8 is a diagram of a longitudinal radial section by an execution applying the principle of FIG. 4.
The process of the invention can thus be applied in all forms in extruders of all types and of all sizes.
CLAIMS.
1. Process for the extrusion of plastics, characterized in that it consists in urging the material in two individual masses in such a way that these two masses travel opposite so that the axial thrusts on the members of the extruding machine are partially neutralize
or totally.
2. Device for the application of the conforming process
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