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PROCEDE ET APPAREIL POUR LA FABRICATION DE GRANULES EN MATIERE SYNTHETIQUE OU CAOUTCHOUTEUSE (Invention René, Luc MARIOTTE)
La présente invention concerne des procédé et moyens pour la fabrication de granules en matière synthétique ou caoutchouteuse, destinés notamment à l'alimentation des machines à boudiner.
On sait que l'approvisionnement en matière première des ma- chines à boudiner se fait avec de la matière synthétique ou caout- chouteuse se présentant sous forme divisée. On sait d'autre part que par suite de la pression de la masse, des frottements et de la température ambiante, surtout lorsqu'il s'agit de caoutchouc à cause des propriétés adhésives de celui-ci, les éléments divisés ont tendance à s'agglomérer entre eux dans le récipient qui les contient. Il est donc indiqué que ces éléments divisés soient de forme telle qu'ils ne se touchent pendant le stockage en principe que par des points de tangence. De plus il est important que la matière s'écoule parfaitement et régulièrement dans la machine à boudiner.
Pour toutes ces raisons, il est désirable de donner à ces éléments divisés de la matière première la forme de granules ronds, lisses et de mêmes dimensions.
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On a bien essayé déjà de découper des granules dans une bande de matière en employant des couteaux rotatifs imbriqués, mais cet- te méthode n'a pas donné les résultats escomptés car les couteaux laissent subsister des fils et languettes entre ou sur les éléments divisés. Surtout la découpe n'est pas franche parce que le cisail- lement qui tend à séparer deux granules voisins à chaque opération n'est pas parfait. D'autre part la bande mal préparée, ne se prête pas à l'obtention de granules lisses et compacts. Enfin le talc dont on a recouvert la bande se perd dans l'opération et les gra- nules ne sont plus tous suffisamment talqués de sorte qu'il est né- cessaire de mélanger une quantité supplémentaire de talc avec les granules obtenus.
Le talc ainsi ajouté se répartit mal sur les gra- nules et tend lui-même à former des masses granuleuses qui seront une cause de défauts une fois incorporées après extrusion au produit fini.
Un objet de l'invention est donc d'obtenir des granules de ma- tière synthétique ou caoutchouteuse. Un autre objet de l'invention est d'obtenir des granules possédant une surface externe en grande partie lisse.
Un objet de l'invention est également de produire de façon continue des granules ayant un minimum de défauts.
Encore un ebjet de l'invention est de produire des granules à partir d'une bande de matière préalablement comprimée et formée de façon à présenter au découpage une série de joncs parallèles,
Un nouvel objet de la présente invention consiste à obtenir des granules présentant une surface lisse talquée sans qu'il soit besoin d'ajouter du talc après granulation.
Enfin un objet de l'invention est de produire des granules à partir de joncs parallèles reliés entre eux par une fine membrane.
En conséquence la présente invention porte sur un procédé de fabrication de granules en matière synthétique ou caoutchouteuse consistant à donner à une bande de matière première la forme de joncs comprimés parallèles séparés entre eux par une fine membrane,
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à découper les joncs en bout à la dimension voulue des granules, et à supprimer, entre deux opérations successives de découpage des joncs, la membrane reliant deux granules quelconques voisins.
Deux variantes du procédé sont prévues, l'une dans laquelle les joncs d'ordre pair et les joncs d'ordre impair sont découpés respec- tivement en deux temps la membrane étant supprimée entre ces deux opérations, l'autre dans laquelle le découpage de tous les joncs se fait simultanément, les membranes étant supprimées indépendamment entre deux opérations successives de découpage des joncs. Toujours dans le cadre de l'invention, des moyens sont prévus pour appliquer ce procédé. On fait appel à des rouleaux de laminage qui exercent un effort de compression sur la bande en formant les joncs paral- lèles tout en laissant subsister entre ceux-ci une mince membrane.
Ces rouleaux se combinent avec des couteaux dont les arêtes se pré- sentent transversalement aux joncs, ces couteaux étant l'un fixe disposé à la sortie des rouleaux au voisinage du tablier supportant les joncs, l'autre mobile participant dans son mouvement avec le couteau fixe au découpage des joncs qui se présentent sur l'arête de celui-ci.
Conformément à la première variante de l'invention, le couteau fixe est disposé transversalement par rapport aux joncs et comporte deux arêtes tranchantes parallèles, la première arête tranchante étant discontinue et formée d'une succession alternée de dents et d'encoches de même largeur et sensiblement de la largeur d'un jonc, les couteaux mobiles étant montés longitudinalement sur un rotor.
Les deux arêtes fixes coopèrent avec les couteaux mobiles au cours du mouvement de ceux-ci respectivement pour deux positions angulai- res du rotor, la deuxième arête étant attaquée par les couteaux mo- biles en deuxième position, les rouleaux de laminage étant axés par rapport au couteau fixe de telle sorte qu'au cours du mouvement de la bande les joncs se présentent alternativement sur une dent ou dans une encoche, les uns et les autres portant sur l'une des deux arêtes du couteau fixe, tandis que les membranes entre deux joncs se
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présentent obliquement à l'attaque des couteaux mobiles et très près des flancs des encoches.
Selon une deuxième variante le couteau fixe présente une arê- te unique continue orientée transversalement. Le couteau mobile est porté par un rotor sur lequel il est orienté longitudinalement, le rotor comportant de plus des dents espacées de la largeur d'un joncayant la largeur d'une membrane et disposées en avant du couteau longitudinal dans le sens du mouvement, chacune dans l'alignement d'une membrane afin de séparer les joncs avant leur découpage par le couteau mobile.
Bien que deux variantes de l'invention seulement soient envisa- gées dans la suite de l'exposé, il va de soi que d'autres variantes sont concevables sans sortir du cadre de l'invention. C'est ainsi que par exemple on pourrait avoir un système de couteaux fixes et mobiles se présentant sous forme de séries de dents s'inscrivant sur des enveloppes différentes.
L'invention pourra, de toute façon, être bien comprise à l'aide du complément de description qui suit, ainsi que des dessins ci-annexés, lesquels complément et dessins ne sont, bien entendu, donnés surtout qu'à titre d'indication.
Sur la figure 1 est représentée la bande de matière passant entre deux galets commandés par un moteur.
La figure 2 montre le profil spécial donné aux galets.
La figure 3 donne une vue en coupe de la bande de matière ob- @ tenue après passage entre des galets répondant au profil représenté ' sur la figure 2.
La figure 4 schématise une première variante de l'invention, @ les figures 5 et 6 montrant en détail la forme et la disposition relative des dents du couteau fixe.
Les figures 7 et 8 représentent un second mode de réalisation de l'invention.
Pour faciliter la description, il sera supposé dans la suite de cet exposé que la matière première à laquelle est appliqué le pro-
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cédé de granulation conforme à l'invention est du caoutchouc. Une bande de caoutchouc préalablement refroidie et talquée est passée entre deux galets 2 et 3 motorisés et cannelés selon le profil re- présenté sur la figure 2 qui se rapporte seulement au galet 2, mais il faut entendre que le galet 3 possède le même profil. On distingue en 4 les rainures de section circulaire régulièrement es- pacées le long des génératrices du rouleau. Les cannelures 4 lais- sent subsister entre elles des surfaces cylindriques 5. On admet au bord des galets des suriaces cylindriques un peu plus larges 6.
L'un des galets, le galet 2, est entraîné à la vitesse appropriée, l'autre galet, le galet 3 est monté fou sur son arbre 9. Cet arbre est agencé sur le support 7 des galets de façon à pouvoir subir l'effet de la vis 8 aux fins d'exercer entre les deux galets une pression définie.
La bande de caoutchouc admise entre les galets sort sous la forme de joncs 10 parallèles reliés entre eux par de fines membra- nes 11 comme l'indique la figure 3. La matière est comprimée à l'in- térieur des rainures, de sorte que les joncs acquièrent une surface parfaitement lisse qui sera celle des granules après découpage.
Un procédé connu de découpage de la matière consiste à utili- ser des couteaux rotatifs entre lesquels la bande de matière est introduite. Mais le procédé selon l'invention se distingue nette- ment de la méthode connue, d'une part en ce que la bande se pré- sente comme il vient d'être dit sous forme de jones parallèles sé- parés par une fine membrane, d'autre part par la façon de découper les granules. Ceci apparaîtra successivement lors de la description de deux modes préférés de réalisation de l'invention qui sont re- présentés l'un sur les figures 4 à 6, l'autre sur les figures 7 et 8.
Sur la figure 4 on reconnaît en 12 un couteau fixe situé dans un plan transversal par rapport à la bande 1 amenée au voisinage du couteau 12 dans le plan 17. L'arête 15 du couteau fixe 12 est dans le plan 17 du tablier 19. En regard de cette arête 15 se déplacent
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des couteaux 14 montés sur un rotor 13 dans le sens longitudinal.
Le couteau 12 possède en 16 une deuxième arête qui est parallèle à l'arête 15 et cornue elle, est située sur le chemin des arêtes des cou- teaux mobiles 14. En se reportant à la figure 5 on notera que l'ar- te 15 du couteau fixe est en réalité discontinue, et précente une succession de dents alternant avec des encoches 18. L'arête 16au contraire est continue et se situe en-dessous de cette série de dents et encoches. Les dents et encoches ont la même largeur et leurs axes sont distants de la distance séparant les axes de deux rainures des galets, c'est-à-diru de deux joncs.
La figure 6 montre clairement ce qui se passe on cours de fonc- tionnement si l'on suppose que l'alignement de la machine est réglé de façon que les joncs portent exactement coit sur une dent 15, soit dans une encoche 18. L'arête de la dent 15 étant dans le plan 17, le jonc 10 correspondant demeure dans ce plan au-delà du tablier 19.
Par contre au-delà de ce dernier le jonc voisin s'affaisse dans l'en- coche 18 correspondante et vient ainsi porter contre l'arête 16. La membrane 11 qui relie ces deux joncs se trouve alors dépliée à la façon d'un éventail le long du flanc de l'encoche 18. La même situa- tion se retrouve des deux côtés de l'encoche 18 et ce pour toutes les dents et encoches du couteau fixe 12. L'action des couteaux mo- biles 14 est dès lors évidente. Le couteau 14 en présence des dents 15 découpe un jonc sur deux sur toute la longueur de la bande, puis il cisaille au cours du mouvement les membranes 11 qui se présentent obliquement à lui, enfin ayant atteint le fond des encoches, il dé- coupe en coopération avec l'arête 16 l'autre moitié des joncs pour la même tranche de granules.
Le second couteau mobile survient en- suite pour découper en deux temps une deuxième tranche de granules, et l'opération se répète à chaque passage d'un couteau mobile 14 de- vant le couteau fixe 12.
Nous avons supposé que l'arête 16 était continue sur toute la longueur du couteau fixe 12, mais elle pourrait sans inconvénient résulter d'une succession de dents complémentaires des dents 15.
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Le mode de réalisation représenté par les figures 7 et 8 se caractérise en ce que le couteau fixe 12 est cette fois un simple c outeau longitudinal à arête continue. Par contre le rotor 13 com- porte deux types de couteaux. Premièrement des couteaux longitudi- naux 14 semblables à ceux décrits dans la première variante de l'in- vention. Deuxièmement une série de couteaux 20 disposés sur la pé- riphérie du rotor en profondeur entre les couteaux longitudinaux 14 et espacés régulièrement sur le rotor dans le sens de la largeur, ces couteaux 20 ayant la largeur des membranes 11 et se trouvant dans l'alignement de celles-ci. Il apparaît dès lors que le rotor étant en rotation les couteaux 20 ont pour effet de découper les membranes avant l'attaque simultanée des joncs par l'un des cou- teaux 14.
Un résultat important de la méthode exposée est de fournir des granules suffisamment talqués pour ne pas nécessiter l'adjonction de talc avec brassage une fois l'opération de granulation terminée, En effet outre que cela représente un allongement du processus de fabrication, il est très difficile de talquer uniformément la ma- tière divisée et l'on ne peut empêcher la formation de granules de talc. Ces granules de talc se retrouvent à la sortie de la machine à boudiner dans la matière formée créant par leur présence autant de défauts. Au contraire dans le procédé conforme à l'invention la bande est préalablement talquée, le talc se retrouve sur les joncs et la membrane, après compression et passage dans les galets, bien accroché sur la surface.
Enfin les couteaux découpent les joncs sans nuire à la répartition du talc entre les joncs c'est-à-dire entre les granules.
L'invention permet de résoudre facilement un problème qui se pose fréquemment avec les granulateurs par suite du fait que la bande d'approvisionnement en matière n'est pas le plus souvent ri- goureusement égale à la longueur de découpage de la machine. C'est ainsi qu'avec les granulateurs du type à couteaux rotatifs imbri- qués il se forme souvent sur les bords de la bande des fils ou
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joncs très étroits, qui du fait qu'ils sont sur les bords et cor- respondent aux légères sinuosités de la bande. ne sont pas continus et ne sont pas entraînés. Ils arrivent à passer par grands bouts à travers le système de découpage transversal et se retrouvent non découpés dans le bac de réception, ce qui est très gênant pour l'utilisation ultérieure des granules.
Une des caractéristiques de la présente invention est d'éviter ce défaut. En effet, les fils qui se forment dans les mêmes condi- tions restent soudés au jonc voisin par la'membrane, ils sont donc entraînes normalement par celui-ci et découpés simultanément.
Comme il va de soi et comme il résulte d'ailleurs de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application, non plus qu'à ceux des modes de réalisation spéciale- ment envisagés ici pour la clarté de l'exposée. Elle en embrasse au contraire toutes les variantes.
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PROCESS AND APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OF GRANULES FROM SYNTHETIC OR RUBBER MATERIAL (Invention René, Luc MARIOTTE)
The present invention relates to process and means for the manufacture of granules of synthetic or rubbery material, intended in particular for the supply of extruding machines.
It is known that the supply of raw material to the extrusion machines is made with synthetic or rubber material in divided form. It is also known that as a result of the pressure of the mass, of friction and of the ambient temperature, especially when it comes to rubber because of the adhesive properties of the latter, the divided elements tend to s 'agglomerate them in the container which contains them. It is therefore indicated that these divided elements are of such a shape that they touch each other during storage, in principle, only by points of tangency. In addition, it is important that the material flows perfectly and evenly in the beading machine.
For all these reasons, it is desirable to shape these divided elements of the raw material into round, smooth granules of the same size.
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Attempts have already been made to cut granules from a strip of material using interlocking rotary knives, but this method has not given the expected results because the knives leave threads and tongues between or on the divided elements. In particular, the cutting is not straightforward because the shearing which tends to separate two neighboring granules at each operation is not perfect. On the other hand, the poorly prepared strip does not lend itself to obtaining smooth and compact granules. Finally, the talc with which the strip has been covered is lost in the operation and the granules are no longer all sufficiently talcated so that it is necessary to mix an additional quantity of talc with the granules obtained.
The talc thus added distributes poorly on the granules and itself tends to form granular masses which will be a cause of defects when incorporated after extrusion into the finished product.
An object of the invention is therefore to obtain granules of synthetic or rubbery material. Another object of the invention is to obtain granules having a largely smooth outer surface.
It is also an object of the invention to continuously produce granules having a minimum of defects.
Another object of the invention is to produce granules from a strip of material previously compressed and formed so as to present a series of parallel rods on cutting,
A new object of the present invention consists in obtaining granules having a smooth talc-coated surface without the need to add talc after granulation.
Finally, an object of the invention is to produce granules from parallel rods interconnected by a thin membrane.
Consequently, the present invention relates to a process for manufacturing granules in synthetic or rubber material, consisting in giving a strip of raw material the form of compressed rods parallel to each other separated by a thin membrane,
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in cutting the rods at the end to the desired size of the granules, and in removing, between two successive operations of cutting the rods, the membrane connecting any two neighboring granules.
Two variants of the process are provided, one in which the even-order rods and the odd-order rods are cut respectively in two stages, the membrane being removed between these two operations, the other in which the cutting of all the rods are done simultaneously, the membranes being removed independently between two successive operations of cutting the rods. Still within the scope of the invention, means are provided for applying this method. Rolling rolls are used which exert a compressive force on the strip by forming the parallel rods while leaving a thin membrane between them.
These rollers are combined with knives whose edges are present transversely to the rods, these knives being one fixed placed at the exit of the rollers in the vicinity of the apron supporting the rods, the other mobile participating in its movement with the knife. fixed to the cutting of the rushes which appear on the edge of this one.
According to the first variant of the invention, the fixed knife is arranged transversely with respect to the rods and has two parallel cutting edges, the first cutting edge being discontinuous and formed of an alternating succession of teeth and notches of the same width and substantially the width of a ring, the movable knives being mounted longitudinally on a rotor.
The two fixed edges cooperate with the movable knives during the movement of the latter respectively for two angular positions of the rotor, the second edge being attacked by the movable knives in the second position, the rolling rollers being centered in relation. with the fixed knife so that during the movement of the strip the rods are presented alternately on a tooth or in a notch, both bearing on one of the two edges of the fixed knife, while the membranes between two rushes
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present obliquely to the attack of the movable knives and very close to the sides of the notches.
According to a second variant, the fixed knife has a single continuous edge oriented transversely. The movable knife is carried by a rotor on which it is oriented longitudinally, the rotor further comprising teeth spaced apart by the width of a ring having the width of a membrane and arranged in front of the longitudinal knife in the direction of movement, each in alignment with a membrane in order to separate the rods before their cutting by the mobile knife.
Although only two variants of the invention are considered in the remainder of the description, it goes without saying that other variants are conceivable without departing from the scope of the invention. Thus, for example, we could have a system of fixed and movable knives in the form of series of teeth inscribed on different envelopes.
The invention can, in any case, be clearly understood with the aid of the additional description which follows, as well as the appended drawings, which supplement and drawings are, of course, given above all by way of indication. .
In Figure 1 is shown the strip of material passing between two rollers controlled by a motor.
Figure 2 shows the special profile given to the rollers.
FIG. 3 gives a sectional view of the strip of material obtained after passing between rollers corresponding to the profile shown in FIG. 2.
FIG. 4 is a diagram of a first variant of the invention, @ FIGS. 5 and 6 showing in detail the shape and the relative arrangement of the teeth of the fixed knife.
Figures 7 and 8 show a second embodiment of the invention.
To facilitate the description, it will be assumed in the remainder of this description that the raw material to which the product is applied
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granulation product according to the invention is rubber. A pre-cooled and talc-coated rubber band is passed between two motorized and splined rollers 2 and 3 according to the profile shown in FIG. 2 which relates only to the roller 2, but it should be understood that the roller 3 has the same profile. There are 4 grooves of circular section regularly spaced along the generatrices of the roller. The grooves 4 leave cylindrical surfaces 5 between them. A little larger cylindrical surfaces 6 are admitted at the edge of the rollers.
One of the rollers, the roller 2, is driven at the appropriate speed, the other roller, the roller 3 is mounted idle on its shaft 9. This shaft is arranged on the support 7 of the rollers so as to be able to undergo the effect of the screw 8 in order to exert a defined pressure between the two rollers.
The rubber band admitted between the rollers comes out in the form of parallel rods 10 interconnected by thin membranes 11 as shown in figure 3. The material is compressed inside the grooves, so that the rods acquire a perfectly smooth surface which will be that of the granules after cutting.
A known method of cutting material consists of using rotary knives between which the web of material is introduced. But the method according to the invention is clearly distinguished from the known method, on the one hand in that the strip is presented as has just been said in the form of parallel jones separated by a thin membrane, on the other hand by the way of cutting the granules. This will appear successively during the description of two preferred embodiments of the invention which are shown, one in FIGS. 4 to 6, the other in FIGS. 7 and 8.
In FIG. 4, 12 shows a fixed knife located in a plane transverse to the strip 1 brought in the vicinity of the knife 12 in the plane 17. The edge 15 of the fixed knife 12 is in the plane 17 of the apron 19. Opposite this ridge 15 move
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knives 14 mounted on a rotor 13 in the longitudinal direction.
The knife 12 has at 16 a second edge which is parallel to the edge 15 and retorts it, is situated on the path of the edges of the movable knives 14. Referring to FIG. 5, it will be noted that the edge 15 of the fixed knife is in reality discontinuous, and precedes a succession of teeth alternating with notches 18. The edge 16, on the contrary, is continuous and is located below this series of teeth and notches. The teeth and notches have the same width and their axes are distant from the distance separating the axes of two grooves of the rollers, that is to say of two rods.
Figure 6 clearly shows what happens during operation if it is assumed that the alignment of the machine is adjusted so that the rods bear exactly on a tooth 15, or in a notch 18. The edge of tooth 15 being in plane 17, the corresponding ring 10 remains in this plane beyond apron 19.
On the other hand, beyond the latter, the neighboring ring sags in the corresponding notch 18 and thus comes to bear against the ridge 16. The membrane 11 which connects these two rings is then unfolded in the manner of a fan along the side of the notch 18. The same situation is found on both sides of the notch 18 for all the teeth and notches of the fixed knife 12. The action of the movable knives 14 is from then obvious. The knife 14 in the presence of the teeth 15 cuts every other ring along the entire length of the strip, then it shears during the movement the membranes 11 which are presented obliquely to it, finally having reached the bottom of the notches, it cuts in cooperation with the edge 16 the other half of the rods for the same slice of granules.
The second movable knife then occurs to cut a second slice of granules in two stages, and the operation is repeated on each passage of a movable knife 14 in front of the fixed knife 12.
We have assumed that the edge 16 was continuous over the entire length of the fixed knife 12, but it could without inconvenience result from a succession of teeth complementary to the teeth 15.
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The embodiment shown in Figures 7 and 8 is characterized in that the fixed knife 12 is this time a simple longitudinal cutter with a continuous edge. On the other hand, the rotor 13 comprises two types of knives. First, longitudinal knives 14 similar to those described in the first variant of the invention. Secondly a series of knives 20 disposed on the periphery of the rotor deep between the longitudinal knives 14 and regularly spaced on the rotor in the width direction, these knives 20 having the width of the membranes 11 and lying in alignment. of these. It therefore appears that, with the rotor rotating, the knives 20 have the effect of cutting the membranes before the rods are simultaneously attacked by one of the knives 14.
An important result of the exposed method is to provide sufficiently talcated granules not to require the addition of talc with stirring once the granulation operation is completed. In fact, in addition to the fact that this represents a lengthening of the manufacturing process, it is very difficult to uniformly talc the divided material and the formation of talc granules cannot be prevented. These talc granules are found at the outlet of the extrusion machine in the material formed, creating by their presence as many defects. On the contrary, in the process according to the invention, the strip is powdered beforehand, the talc is found on the rods and the membrane, after compression and passage through the rollers, firmly attached to the surface.
Finally, the knives cut the rods without harming the distribution of the talc between the rods, that is to say between the granules.
The invention easily solves a problem which frequently arises with granulators as a result of the fact that the material supply belt is most often not strictly equal to the cutting length of the machine. Thus, with granulators of the type with nested rotary knives, it often forms on the edges of the web of threads or
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very narrow rushes, which because they are on the edges and correspond to the slight sinuosities of the band. are not continuous and are not trained. They manage to pass through large ends through the transverse cutting system and end up uncut in the receiving tray, which is very inconvenient for the subsequent use of the granules.
One of the characteristics of the present invention is to avoid this defect. In fact, the wires which are formed under the same conditions remain welded to the neighboring rod by the membrane, they are therefore normally drawn by the latter and cut simultaneously.
As goes without saying and as it follows moreover from the foregoing, the invention is in no way limited to those of its modes of application, nor to those of the embodiments specially envisaged here for the purposes of the invention. clarity of presentation. On the contrary, it embraces all the variants.