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Appareil extrudeur.
La présente invention concerne un appareil à mouler par extrusion servant à revêtir de plusieurs couches de matière plas- tique un ou plusieurs fils métalliques en mouvement. L'invention concerne en particulier un appareil destiné à extruder une première couche sur plusieurs fils métalliques et une couche supplémentaire sur un ou plusieurs de ces fils, sans déranger la première. L'in- vention est particulièrement utile pour munir des fils métalliques, par moulage, d'une variété de surfaces colorées afin de permettre d'identifier aisément des fils dans un câblage ou dans un autre appareil électrique dans lequel l'identification peut poser un problème.
On isole actuellement beaucoup de fils électriques, tels que des fils de cuivre, au moyen de matières thermoplastiques telles que des gaines de polyéthylène et de chlorure de polyvinyle.
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Ces matières plastiques peuvent facilement être appliquées à la surface d'un fil métallique continuellement en mouvement à l'aide d'appareils à extruder.des matières thermoplastiques bien connus.
Ainsi, la matière plastique telle que le polyéthylène ou le chlo- rure de polyvinyle est appliquée sous pression à l'état chaud et fondu sur un fil passant continuellement à travers une filière appropriée construite à cet effet. On utilise ces fils isolés à différentes fins mais on les groupe souvent en un câble tel qu'un câble de téléphone et dans ce cas les différents fils doivent pouvoir être facilement identifiés de façon à permettre d'effectuer les interconnexions. Le meilleur moyen connu pour assurer cette identification consiste à utiliser des couches de revêtement de couleurs différentes pour les différents fils.
Ces couches peuvent former un revêtement de couleur qui recouvre complètement le fil, d'une ou de plusieurs rayures de couleurs différentes appliquées à la surface du fil isolé, afin de rendre un certain nombre de fils facilement identifiables dans une masse ou un groupe. Il est évidemment très important que le fil métallique soit complètement revêtu d'une gaine isolante électrique afin d'é- viter toute possibilité de court-circuits avec d'autres fils de câble. Ainsi, dans un procédé d'extrusion de matières thermoplas- tiques visant à revêtir un fil électrique continuellement d'une telle gaine isolante, on peut utiliser des appareils d'extrus -n connus.
Une couche supplémentaire sur la gaine isolante peut être d'une autre couleur ou bien une ou plusieurs rayures peuvent être appliquées sur la gaine initiale en faisant passer le fil de la filière d'extrusion à une seconde filière.
En pratique, on a constaté qu'il est avantageux et éco- nomique, dans ces machines à revêtir des fils métalliques de ma- tières thermoplastiques, d'extruder la matière plastique isolante sur deux fils qui les traversent simultanément. Après avoir appli- que par extrusion la couche isolante sur les deux fils , on peut revêtir un des deux fils d'une gaine thermoplastique supplémen- taire sur une partie de sa surface ou sur toute celle-ci de
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façon que les deux fils,clorsqu'ils quittent l'appareil extrudeur, aient des surfaces de couleurs différentes. On peut évidemment utiliser différentes peintures ou teintures à cet effet, mais elles ont pour inconvénient de se détériorer facilement , de craquer, de s'écailler, etc.
Ainsi a-t-on trouvé que pour'modifier la couche de surface d'un des deux fils revêtus dans ce procédé d'extrusion continu, il est préférable d'ajouter une couche supplémentaire ou gaine de matière thermoplastique qui recouvre la couche isolante initiale cu qui forme une ou plusieurs rayures sur celle-ci.
Lorsqu'on applique cette seconde couche colorée sur la première couche isolante, il est de première importance de faire en sorte que cette application ne dérange pas la masse de la cou- che initiale précédemment extrudée sur le fil, de sorte que ce dernier reste complètement isolé. En pratique, on a constaté qu'il est souhaitable, si pas nécessaire, que cette gaine colorée sup- plémentaire ne s'amalgame avec la première couche que tout près de leurs surfaces adjacentes de façon que chaque couche conserve son identité complète lorsque l'opération d'extrusion est achevée. Une autre considération importante réside dans le fait qu'il est sou- haitable de maintenir la section du fil achevé uniforme. En par- ticulier, les fils achevés, indépendamment de leur couleur doivent avoir le même diamètre extérieur.
Ainsi, lorsqu'un fil ne comporte qu'une seule couche, l'autre fil qui en comporte deux à des fins d'identification ou autres, ne doit pas être plus épais malgré la présence de cette couche supplémentaire.
La présente invention consiste en un appareil extrudeur comprenant un dispositif pour appliquer une couche de revêtement en matière moulable sur un fil continuellement en mouvement, et un dispositif pour appliquer une seconde couche de revêtement en matière moulable sur la première couche sans déranger la disposi- tion de la première couche relativement au fil.
L'appareil suivant la présente invention,qui sera décrit ci-après, comprend une filière principale servant à extruder une matière thermoplastique sur deux fils métalliques passant continuel- 7 lement à travers la filière, afin de former une couche isolante
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sur chaque fil- Il comprend également une filière secondaire dans laquelle une seconde gaine colorée peut être appliquée à un des fils également par extrusion, de façon à fabriquer ainsi en conti- nu deux fils électriquement isolés d'aspect extérieur différent. il est clair que certaines particularités de la présente invention peuvent être appliquées à l'extrusion simultanément de deux couches de revêtement sur un fil ou d'une variété de couches ou de rayures sur deux ou plusieurs fils continuellement en mouvement.
De plus, les deux couches thermoplastiques dans cet appareil sont appliquées sur le fil qui se déplace continuellement par des procédés d'ex- trusion de matières thermoplastiques, et la couche isolante ini- tiale extrudée sur le fil n'est pas dérangée tandis que la couche colorée ou identificatrice est en même temps appliquée au fil de façon à ne s'amalgamer avec la couche initiale qu'à la surface de contact des deux couches sans déranger la disposition de la première couche relativement au fil. De plus cette gaine extérieure d'iden- tification supplémentaire peut être appliquée a un ou plusieurs des fils qui traversent l'appareil tout en conservant à tous les fils traités des dimensions ou des diamètres extérieure en substance identiques.
Afin de bien comprendre la présente invention on se réfère- ra à la description détaillée suivante de plusieurs formes d'exé- cution de l'invention données, à titre d'exemple, avec référence aux dessins annexés, dans lesquels : la Fig.l est une coupe verticale semi-schématique d'un appareil extrudeur suivant la présente invention servant à revêtir deux fils métalliques continuellement en mouvement. la Fig. 2 est une coupe verticale à plus grande échelle de la filière supplémentaire, suivant la ligne 2-2 de la Fig. 1 ; la Fig. 3 est une coupe à échelle fortement agrandie des fils métalliques qui ont été revêtus par l'appareil représenté sur les Figs. 1 et 2 ;
la Fig.4 est une coupe verticale fragmentaire à échelle fortement agrandie de la partie de la filière supplémentaire ser-
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vant à appliquer une couche supplémentaire au fil inférieur vu sur la Fig. 1 ; la Fig. 5 est une coupe verticale d'une autre forme d'exé- cution de l'invention dans laquelle une rayure de matière thermo- plastique est appliquée au fil inférieur représenté ; la Fig.6 est une coupe verticale à plus grande échelle de la filière supplémentaire représentée sur la Fig.5 suivant la ligne 6-6 de cette figure ; la Fig.7 est une vue en perspective à échelle fortement agrandie d'une partie d'un. fil métallique revêtu d'une rayure par l'appareil représenté sur les Figs. 5 et 6 ;
la Fig.8 et une coupe verticale d'une autre forme d'exé- cution de la présente invention montrant les filières servant à revêtir deux fils métalliques par moulage de couches isolantes électriques ces deux fils étant jumelés par une bande de liaison ; la Fig.9 est une coupe verticale à plus grande échelle suivant la ligne 9-9 de la Fig.8 ; et, la Fig.10 est une vue en perspective fragmentaire à plus grande échelle d'une partie du fil jumelé plat moulé par l'appareil représenté sur les Figs. 8 et 9.
Sur la Fig.l des dessins, qui représente l'appareil à mouler constituant la forme d'exécution préférée de la présente invention, deux fils métalliques 10 et 12 sont continuellement entraînés 3. travers cet appareil, et sont revêtus pendant qu'ils le traversent d'une couche isolante, un des deux fils recevant une couche colorée supplémentaire dont la teinte est de préférence dif- férente de celle de la matière isolante de fond.
En particulier, comme le montre la Fig.3, le fil 10 comporte une couche isolante de fond 14 qui peut être du polyéthylène ou une matière thermoplas- tique amlogue,,. Le fil 12 d'autre part comporte une couche isolante de fond 16 de préférence en la même matière que la couche 14. De plus, une couche 18 entoure' la couche 16 et peut par exemple être en une autre matière thermoplastique telle que du chlorure de polyvinyle et avoir une autre couleur que les couches 14 et
16. Lorsque les fils 10 et 12 quittent l'appareil de moulage repré-
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senté sur la Fig.1, le fil 10 est isolé par la couche isolante 14 tandis que le fil 12 comporte la gaine supplémentaire 18 de cou- leur différente.
Il est hautement souhaitable de fabriquer des fils comportant des isolants de couleurs différentes de façon à pouvoir les reconnaître lorsqu'un certain nombre d'entre eux sont groupés dans des câbles ou des organes analogues.
Sur la Fig.l l'appareil comprend un mandrin 19 à tra- vers lequel les fils préfabriqués 10 et 12 à isoler sont continuel- lement entrafnés. Une filière 20 comportant une chambre en substan- ce tronconique 22 est mcntée dans un support approprié 24 devant le mandrin 19 ou à droite de ce dernier (sur la Fig.l). Un dispo- sitif approprié (non représenté) est prévu pour remplir la cham- bre 22 d'une matière thermoplastique colorée telle que du poly- éthylène et ainsi, lorsque les fils 10 et 12 traversent la filière 20, cette matière y est appliquée en une couche de revêtement.
Une filière supplémentaire indiquée de façon générale en 26 est mcntée devant la filière 20 de sorte que les fils 10 et 12 la traversent lorsqu'ils quittent la chambre 22. En particulier, l'appareil extrudeur 28 est associé à la filière 26 afin de débiter une autre matière thermoplastique telle que du chlorure de poly- vinyle coloré dans la filière ; l'appareil extrudeur 28 comprend un tube d'alimentation 30 vissé dans la filière 26 et relié à une chambre d'extrusion 32 dans laquelle la couche secondaire de matière thermoplastique peut être appliquée à un des fils.
Sur la Fig.2, on peut voir aue le tube d'alimentation 30 est raccordé à une chambre circulaire 34 qui entoure une chambre d'application intérieure 36. Il existe une cloison 38 qui entoure le fil 10 pendant son passage à travers la chambre 36 et qui sépare de façon étanche ce fil de la matière de moulage contenue dans la chambre. Cela étant, lorsque les fils traversent la chambre 36, le fil 10 est séparé de cette chambre et ne reçoit donc pas de couche supplémentaire, tandis que le fil 12 préalablement revêtu dans la filiere 20 reçoit la gaine colorée supplémentaire 1-8,dont la couleur est différente de celle de la matière de moulage con-
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tenue dans la chambre 22. Ensuite, les fils 10 et 12 quittent la filière supplémentaire,étant chacun revêtus d'une couche isolante de couleur différente.
Comme le montre la Fig.l, le mandrin 19 comporte deux organes de guidage qui s'étendent vers l'avant 40 et 42 et qui sont destinés à diriger les fils en mouvement 10 et 12 non seulemeit à travers la chambre 22 mais vers les centres des chambres 44 et 46, près (le l'entrée de la chambre d'application 36. La filière 36 com- prend deux plateaux 48 et 50 maintenus assemblés devant la filière 20 par des vis 52. Le plateau de guidage 48 contient les deux chambres 44 et 46, qui, comme le montre la Fig.l, sont tronconi- ques, et leur.diamètre diminue vers la droite sur la Fig.l. La matière thermoplastique fondue est appliquée aux fils 10 et 12 dans les chambres 22, 44 et 46 de la façon habituelle afin de former une couche de revêtement thermoplastique sur ces fils.
Les fils avec leurs couches thermoplastiques 14 et 16 pénètrent en- suite dans la chambre d'application 36.
Il est préférable que les gaines isolantes achevées des fils 10 et 12 aient des diamètres extérieurs en substance identi- ques ; ainsi, lorsqu'on applique la gaine supplémentaire 18 au fil 12, une certaine partie de la couche isolante intérieure 14 doit être enlevée pendant l'opération.Il est également important d'assurer que la gaine extérieure 18 appliquée au fil 12 soit uniformément répartie sur toute la surface de ce fil. Cela étant, les diamètres des ouvertures 44a et 46a qui forment les extrémités des chambres 44 et 46 à l'entrée de la chambre d'application 36 et de la cloison 38 sont identiques.
De plus, une pression suffi- sante doit être appliquée par l'appareil extrudeur 28 pour assurer dans la chambre d'extrusion 34 une pression non seulement suffi- sante pour appliquer la gaine 18 uniformément sur toute la circon- férence de la couche 16, mais suffisante aussi pour empêcher la matière de revêtement contenue dans les chambres 44 et 46 de s'amalgamer avec la matière formant la gaine 18 sur le fil 12 dans la chambre d'application 36. L'appareil extrudeur comprend une vis 54 qui coopère avec le tube 30 pour maintenir 2a matière thermoplas-
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tique dans la chambre d'extrusion 32 et dans la chambre d'applica- tion 36 à un niveau approprié pour obtenir ce résultat.
Pour appliquer la gaine 18 uniformément sur la couche
16 sur le fil 12, il est souhaitable que la section de la chambre
34 ait la forme d'une larme comme le montre la Fig.l, sa partie étroite étant dirigée vers la petite chambre d'application 36. De plus, la chambre 36 doit de préférence être assez mince, c'est-à- dire de l'ordre de 20 millièmes de pouce d'épaisseur (0,5 mm) comme le montre la Fig. 2. Egalement afin d'assurer une répartition uniforme de la matière dans la chambre d'application 36 autour de la couche 16 du fil 12, la cloison 38 a en substance la forme d'une larme également. Ainsi, sa section inférieure 38a vue sur la Fig. 2 est en substance circulaire et son centre coïncide avec le centre du fil 10 tandis que sa section supérieure 38b est en substance pointue.
Sur la Fig. 4, qui est une coupe à échelle fortement agran- die de la filière supplémentaire 26 immédiatement près du fil 12 qui la traverse, la pression régnant dans la chambre d'application
36 est suffisante pour réaliser le phénomène indiqué par les flèches. En particulier, une pression dirigée vers l'avant est exercée sur la matière fcrmant la couche de revêtement 16 dans la chambre 36 et est transmise à partir de la chambre d'extrusion principale 22, comme le montrent schématiquement les flèches a et b sur la Fig.4.
Cette pression dirigée vers l'avant,ainsi indi- quée par les flèches a et b, est neutralisée par la pression de la matière thermoplastique contenue dans la chambre 36, comme indiqué à nouveau schématiquement par les flèches c et de Les dimensions des différentes parties ainsi que les pressions mainte- ,nues dans les chambres 22, 46 et 36 sont telles que ces pressions se neutralisent mutuellement, ce qui a pour effet d'empêcher tout amalgame appréciable des matières thermoplastiques dans les deux chambres pendant qu'à lieu l'extrusion dans la chambre 36.
De même, comme indiqué schématique.-!ent par les flèches e sur la Fig.2, la forme de la chambre 34 et de la cloison 38 ainsi que de la cham- .
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bre d'application 36 est propre à permettre une répartition uni- forme de la pression autour de la circonférence de la couche de revêtement 16 sur le fil 12 de sorte que la gaine 18 puisse être extrudée uniformément sur ce fil.
Comme indiqué plus haut, il est souhaitable et dans certain cas essentiel que les diamètres extérieurs finals des isolants appliqués sur les fils 10 et 12 soient identiques ; pour assurer l'obtention de ces dimensions, les ouvertures de sortie 58 et 60 dans le plateau 50 ont des diamètres identique's.
Comme les couches de revêtement 14 et 16 sur les fils 10 et 12 ont le même diamètre lorsqu'elles pénètrent dans la chambre d'appli- , cation 36, une certaine partie de la couche 16 doit être enlevée du fil 12 lorsque la gaine 18 est appliquée, afin d'obtenir un diamètre final identique à celui de la couche 14 appliquée sur le t fil 10. Cela crée nécessairement dans la chambre 36 une contre- pression indiquée par les flèches f sur la Fig.4. Cette contre- pression se combine avec la contre-pression indiquée par les flèches a et b pour permettre à la matière plastique contenue dans la chambre d'application 36 de former la gaine extérieure 16 tout en empéchant tout amalgame appréciable des matières thermo- plastiques séparées à la jonction des chambres 46 et 36.
Cela étant, lorsque le fil 12 sort de la filière 50, sa couche isolante intérieure 16 est légèrement plus mince que la couche 14 appli- quée sur le fil 10 afin de permettre l'application de la gaine sup- plémentaire 18 tout en conservant le même diamètre pour chaque fil achevé. Il est clair que la gaine 18 est très mince comparée au diamètre de la couche 16 de sorte qu'il suffit d'enlever une quantité comparativement .faible de cet'te couche initiale 16 du fil 12. Cette couche est surtout appliquée pour donner au fil 12 une couleur extérieure différente de celle du fil 10. Il s'agit d'une mince couche de surface, de couleur différente de la couche de fond et suffisante pour masquer la couleur de celle-ci.
La couche 16 et la gaine 18 ne sont de préférence pas amalgamées, quoiqu'il existe une liaison définie entre les deux couches à leurs surfaces adjacentes.
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On a donc réalisé un appareil dans lequel les deux fils peuvent être revêtus simultanément de matières thermoplastiques de couleurs différentes de façon que les fils isolas achevés puis- sent être distingués l'un de l'autre. De plus, le procédé uti.lisé est un procédé continu dans lequel la couche isolante peut être appliquée par une filière d'extrusion classique et la gaine supplé- entaire extérieure peut en même temps être appliquée à un des fils de façon à ne pas amalgamer les deux matières et à appliquer une couche extérieure relativement mince mais parfaite ,d'une teinte différente, à un des fils précédemment revêtus.
Il est parfois souhaitable d'appliquer une ou plusieurs rayures identificatrices à un fil isolé ce qui peut être réalisé par une variante de la présente invention que l'on décrira mainte- -nant avec référence aux Figs.5,6 et 7. Ainsi, le fil achevé 62 (Fig. 7) peut comporter une couche isolante 64 présentant une rayure colorée 66 qui y est appliquée par l'appareil représenté sur les Figs. 5 et 6.
Comme le montre la Fig.5, la filière 68 et son plateau 70 peuvent être de construction en substance identique à la filière 20 et au plateau 48 représentés sur la Fig.l. L'appareil associé (non représenté) servant à alimenter la chambre 72 de matière thermoplastique peut être semblable à celui décrit plus haut. Un plateau perforé 74 est convenablement fixé au plateau 70 et un tube d'alimentation 76,semblable à celui représenté sur la Fig.!, est raccordé à l'extrudeur et est vissé dans la filière supplémen- taire 78 comprenant les plateaux 70 et 74.
Le tube d'alimentation 76 est raccordé à une chambre circulaire 80 comme le montrent les Figs. 5 et 6 et les surfaces intérieures des plateaux 70 et 74 sont en contact de façon à former une cloison 81 à l'exception d'un canal en substance triangulaire 82. Cela étant,les fils 62 et 84 sont continuellement entraînés de la façon habituelle à tra- vers la chambre d'extrusion 72 et à travers des chambres supplé- mentaires 88 et 90 où la couche isolante extérieure 64 est appli- quée. Le fil revêtu 84 traverse ensuite une ouverture 86 qui, comme le :nontrent les Figs. 5 et 6, est séparée de façon étanche
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du canal 82 par la cloison 81.
La matière de revêtement thermoplastique colorée supplémentaire introduite dans la chambre
80 par le tube 76 est appliquée sur la couche 64 du fil 62 par l'intermédiaire du canal 82,comme le montre clairement la Fig.6.
Cette couche supplémentaire 66 est appliquée sous forme d'une rayure. Les ouvertures 74a et 74b dans le plateau 74 sont de préférence de même diamètre et les deux fils 62 et 64 qui sorten@ de l'appareil, comme le montre la Fig.5, ont des diamètres exté- rieurs identiques. Il est clair que plusieurs rayures peuvent ainsi être appliquées à un fil en prévoyant un ou plusieurs canaux semblables au canal 82 dans la filière 78,tels que les canaux 92 et 94 indiqués en traits pointillés sur la Fig.6.
Un cordon électrique formé de deux fils isolés jumelés par une bande de ]Bison intermédiaire se prête à beaucoup d'appli- cations électriques et il est parfois souhaitable que les revête- ments isolants des deux fils soient de couleurs différentes pour leur identification. L'inyention décrite ci-après peut être fa- cilement modifiée pour obtenir ces résultats. Ainsi, cornue le non- tre la Fig.10, les fils 92 et 94 comportant des couches isolantes
96 et 98 sont interconnectés par une bande 100 qui peut être venue de moulage avec les fils pendant l'opération d'extrusion initiale, comme décrit plus haut. Une couche ci'isolant colorée supplémentaire
102 peut être appliquée au fil 94 à l'aide de l'appareil que l'on va décrire maintenant.
L'appareil servant à fabriquer le cordon représenté sur la Fig.lO est essentiellement semblable à celui représenté sur les Figs. 5 et 6 et les mêmes chiffres de référence ont ainsi été utilisés. pour identifier des parties analogues; seules les dif- férences de cette variante seront décrites en détail. Ainsi, le plateau 70 a été modifié de façon à procurer un canal 104 reliant les chambres d'extrusion 88 et 90 entre elles de façon à former la bande 100 qui relie les fils 92 et 94. De plus, le canal 106 intercalé entre les plateaux 70 et 74 a été modifié cornue le montre la Fig. 9 de façon que la matière thermoplastique qui y est amenée
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via la chambre 80 recouvre toute la circonférence de la couche isolante 98.
Le reste de la construction de l'appareil représen- té sur la Fig.8 est semblable à celle décrite plus haut, de même que son fonctionnement. Il est clair que cet appareil peut être encore modifié de la façon représentée sur la Fig. 6 de façon à former une ou plusieurs rayures sur l'un ou les deux fils, comme on le désire-
On voit que l'invention procure un appareil servant à extruder des matières thermoplastiques, simple,pratique et peu coûteux, propre à appliquer une couche de matière isolante sur deux fils continuellement en mouvement ainsi qu'une gaine colorée recouvrant toute ou partie de la surface d'un des fils à des fins d'identification,etc. L'appareil suivant la présente invention peut être facilement fabriqué et assemblé et son fonctionnement ne nécessite pas de main-d'oeuvre spécialisée.
De plus, cet appareil utilise une résine thermoplastique peu coûteuse et a également l'avantage de pouvoir être facilement appliqué à un équipement de moulage existant ce qui réduit ainsi sensiblement les frais d'in- vestissement pour de l'équipement nouveau. De plus, on peut aisé- ment le modifier pour atteindre les différents résultats décrits tels que l'obtention de revêtements complets, de bandes et de rayures, comme décrit plus haut.
REVENDICATIONS.
1.- Appareil extrudeur, caractérisé en ce qu'il comprend un,dispositif pour appliquer une couche de revêtement en matière moulable sur un fil continuellement en mouvement, et un dispositif pour appliquer une seconde couche de revêtement en matière mou- lable sur la première couche sans déranger la disposition de la première couche relativement au fil.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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Extruder device.
The present invention relates to an extrusion molding apparatus for coating multiple layers of plastic on one or more moving metal wires. In particular, the invention relates to an apparatus for extruding a first layer over several metallic threads and an additional layer over one or more of these threads, without disturbing the first. The invention is particularly useful for providing metal wires, by molding, with a variety of colored surfaces to allow easy identification of wires in wiring or other electrical apparatus in which the identification may lay a mark. problem.
Currently, many electrical wires, such as copper wires, are insulated with thermoplastics such as polyethylene and polyvinyl chloride sheaths.
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These plastics can easily be applied to the surface of a continuously moving metal wire using well known thermoplastic extruders.
Thus, the plastic material such as polyethylene or polyvinyl chloride is applied under pressure in a hot state and molten on a wire passing continuously through a suitable die constructed for this purpose. These insulated wires are used for different purposes but are often grouped into a cable such as a telephone cable and in this case the different wires must be easily identifiable so as to allow the interconnections to be made. The best known way to ensure this identification is to use different colored coating layers for the different yarns.
These layers can form a color coating that completely covers the wire, with one or more stripes of different colors applied to the surface of the insulated wire, to make a number of wires easily identifiable in a bulk or group. It is obviously very important that the metal wire is completely covered with an electric insulating sheath in order to avoid any possibility of short circuits with other cable wires. Thus, in a thermoplastic extrusion process aimed at continuously coating an electric wire with such an insulating sheath, known extrusion apparatus can be used.
An additional layer on the insulating sleeve may be of another color or one or more stripes may be applied to the initial sleeve by passing the yarn from the extrusion die to a second die.
In practice, it has been found that it is advantageous and economical, in these machines for coating metal wires with thermoplastics, to extrude the insulating plastic material on two wires which pass through them simultaneously. After having applied the insulating layer to the two wires by extrusion, one of the two wires can be coated with an additional thermoplastic sheath over part of its surface or over all of it.
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so that the two threads, when they leave the extruder apparatus, have different colored surfaces. Obviously different paints or stains can be used for this purpose, but they have the disadvantage of easily deteriorating, cracking, flaking, etc.
Thus, it has been found that to modify the surface layer of one of the two coated wires in this continuous extrusion process, it is preferable to add an additional layer or sheath of thermoplastic material which covers the initial insulating layer. cu which forms one or more stripes on it.
When applying this second colored layer on the first insulating layer, it is of prime importance to ensure that this application does not disturb the mass of the initial layer previously extruded onto the wire, so that the latter remains completely isolated. In practice, it has been found that it is desirable, if not necessary, that this additional colored sheath amalgamate with the first layer only in close proximity to their adjacent surfaces so that each layer retains its full identity when extrusion operation is completed. Another important consideration is that it is desirable to keep the section of the finished wire uniform. In particular, the finished wires, regardless of their color, must have the same outside diameter.
Thus, when a wire has only one layer, the other wire which has two for identification or other purposes must not be thicker despite the presence of this additional layer.
The present invention consists of an extruder apparatus comprising a device for applying a coating layer of moldable material to a continuously moving wire, and a device for applying a second layer of moldable material coating to the first layer without disturbing the arrangement. of the first layer relative to the wire.
The apparatus according to the present invention, which will be described hereinafter, comprises a main die for extruding a thermoplastic material over two metallic wires passing continuously through the die, to form an insulating layer.
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on each wire. It also comprises a secondary die in which a second colored sheath can be applied to one of the wires also by extrusion, so as to thus continuously manufacture two electrically insulated wires of different exterior appearance. It is clear that some features of the present invention can be applied to the simultaneous extrusion of two coating layers on a wire or a variety of layers or stripes on two or more continuously moving wires.
In addition, the two thermoplastic layers in this apparatus are applied to the continuously moving wire by thermoplastic extrusion processes, and the initial insulating layer extruded onto the wire is not disturbed while the colored or identifying layer is at the same time applied to the thread so as to amalgamate with the initial layer only at the contact surface of the two layers without disturbing the arrangement of the first layer relative to the thread. In addition, this additional identifying outer sheath may be applied to one or more of the threads which pass through the apparatus while maintaining all of the treated threads of substantially identical dimensions or outer diameters.
In order to fully understand the present invention, reference will be made to the following detailed description of several embodiments of the invention given, by way of example, with reference to the accompanying drawings, in which: FIG. is a semi-schematic vertical section of an extruder apparatus according to the present invention for coating two continuously moving metal wires. Fig. 2 is a vertical section on a larger scale of the additional die, taken on line 2-2 of FIG. 1; Fig. 3 is a section on a greatly enlarged scale of the metal wires which have been coated by the apparatus shown in Figs. 1 and 2 ;
Fig. 4 is a fragmentary vertical section on a greatly enlarged scale of the part of the additional die used
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before applying an additional layer to the lower thread seen in Fig. 1; Fig. 5 is a vertical section of another embodiment of the invention in which a stripe of thermoplastic material is applied to the lower thread shown; Fig.6 is a vertical section on a larger scale of the additional die shown in Fig.5 taken on line 6-6 of this figure; Fig.7 is a perspective view on a greatly enlarged scale of part of a. metal wire coated with a scratch by the apparatus shown in Figs. 5 and 6;
FIG. 8 is a vertical section of another embodiment of the present invention showing the dies serving to coat two metal wires by molding electric insulating layers, these two wires being twinned by a connecting strip; Fig.9 is a vertical section on a larger scale taken along line 9-9 of Fig.8; and, Fig. 10 is an enlarged fragmentary perspective view of a portion of the flat twin yarn molded by the apparatus shown in Figs. 8 and 9.
In Fig. 1 of the drawings, which shows the molding apparatus constituting the preferred embodiment of the present invention, two wires 10 and 12 are continuously drawn through this apparatus, and are coated while they are there. pass through an insulating layer, one of the two wires receiving an additional colored layer, the color of which is preferably different from that of the basic insulating material.
In particular, as shown in Fig. 3, the wire 10 has a bottom insulating layer 14 which may be polyethylene or an amlogue thermoplastic material. The wire 12 on the other hand comprises an insulating bottom layer 16 preferably of the same material as the layer 14. In addition, a layer 18 surrounds the layer 16 and may for example be of another thermoplastic material such as chloride. of polyvinyl and have a color other than layers 14 and
16. When the threads 10 and 12 leave the molding apparatus shown.
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shown in Fig. 1, the wire 10 is insulated by the insulating layer 14 while the wire 12 has the additional sheath 18 of different color.
It is highly desirable to fabricate wires with different colored insulators so that they can be recognized when a number of them are bundled together in cables or the like.
In Fig. 1 the apparatus comprises a mandrel 19 through which the prefabricated wires 10 and 12 to be insulated are continuously entangled. A die 20 comprising a chamber of frustoconical substance 22 is fitted in a suitable support 24 in front of the mandrel 19 or to the right of the latter (in FIG. 1). A suitable device (not shown) is provided to fill chamber 22 with a colored thermoplastic material such as polyethylene and thus, as the threads 10 and 12 pass through the die 20, this material is applied thereto in a coating layer.
An additional die, generally indicated at 26, is placed in front of the die 20 so that the yarns 10 and 12 pass through it when they leave the chamber 22. In particular, the extruder apparatus 28 is associated with the die 26 in order to discharge. another thermoplastic material such as colored polyvinyl chloride in the die; the extruder apparatus 28 comprises a feed tube 30 screwed into the die 26 and connected to an extrusion chamber 32 in which the secondary layer of thermoplastic material can be applied to one of the threads.
In Fig. 2, it can be seen that the feed tube 30 is connected to a circular chamber 34 which surrounds an interior application chamber 36. There is a partition 38 which surrounds the wire 10 as it passes through the chamber. 36 and which sealingly separates this wire from the molding material contained in the chamber. This being the case, when the yarns pass through the chamber 36, the yarn 10 is separated from this chamber and therefore does not receive an additional layer, while the yarn 12 previously coated in the die 20 receives the additional colored sheath 1-8, of which the color is different from that of the molding material con-
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held in chamber 22. Then the wires 10 and 12 leave the additional die, each being coated with an insulating layer of a different color.
As shown in Fig.l, the mandrel 19 comprises two guide members which extend forwards 40 and 42 and which are intended to direct the moving wires 10 and 12 not only through the chamber 22 but towards them. centers of the chambers 44 and 46, near (the entrance to the application chamber 36. The die 36 comprises two plates 48 and 50 held together in front of the die 20 by screws 52. The guide plate 48 contains the two chambers 44 and 46, which, as shown in Fig. 1, are frustoconical, and their diameter decreases to the right in Fig. 1. The molten thermoplastic material is applied to the wires 10 and 12 in the chambers 22 , 44 and 46 in the usual way in order to form a thermoplastic coating layer on these threads.
The threads with their thermoplastic layers 14 and 16 then enter the application chamber 36.
It is preferred that the completed insulating sheaths of the wires 10 and 12 have substantially identical outside diameters; thus, when applying the additional sheath 18 to the wire 12, some part of the inner insulating layer 14 must be removed during the operation. It is also important to ensure that the outer sheath 18 applied to the wire 12 is evenly distributed. over the entire surface of this wire. However, the diameters of the openings 44a and 46a which form the ends of the chambers 44 and 46 at the entrance to the application chamber 36 and of the partition 38 are identical.
In addition, sufficient pressure must be applied by the extruder apparatus 28 to provide in the extrusion chamber 34 not only sufficient pressure to apply the sleeve 18 uniformly over the entire circumference of the layer 16, but also sufficient to prevent the coating material contained in the chambers 44 and 46 from amalgamating with the material forming the sheath 18 on the wire 12 in the application chamber 36. The extruder apparatus comprises a screw 54 which cooperates with the tube 30 to hold the thermoplastic material
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tick in the extrusion chamber 32 and in the application chamber 36 at an appropriate level to achieve this result.
To apply sheath 18 evenly over the layer
16 on 12 wire, it is desirable that the section of the chamber
34 is in the shape of a teardrop as shown in Fig. 1, its narrow part being directed towards the small application chamber 36. In addition, the chamber 36 should preferably be quite thin, i.e. on the order of 20 thousandths of an inch (0.5 mm) thick as shown in Fig. 2. Also in order to ensure a uniform distribution of the material in the application chamber 36 around the layer 16 of the wire 12, the partition 38 has substantially the shape of a tear as well. Thus, its lower section 38a seen in FIG. 2 is substantially circular and its center coincides with the center of wire 10 while its upper section 38b is substantially pointed.
In Fig. 4, which is a greatly enlarged cross-section of the supplemental die 26 immediately adjacent to the wire 12 passing through it, the pressure prevailing in the application chamber.
36 is sufficient to achieve the phenomenon indicated by the arrows. In particular, forward directed pressure is exerted on the material forming the coating layer 16 in the chamber 36 and is transmitted from the main extrusion chamber 22, as shown schematically by arrows a and b on the diagram. Fig. 4.
This forward-directed pressure, thus indicated by the arrows a and b, is neutralized by the pressure of the thermoplastic material contained in the chamber 36, as again indicated schematically by the arrows c and of The dimensions of the various parts as well as the pressures maintained in the chambers 22, 46 and 36 are such that these pressures neutralize each other, which has the effect of preventing any appreciable amalgamation of the thermoplastics in the two chambers while the heat is on. extrusion into chamber 36.
Similarly, as shown schematically .-! Ent by the arrows e in Fig.2, the shape of the chamber 34 and the partition 38 as well as the chamber.
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Application breeder 36 is suitable for allowing a uniform distribution of the pressure around the circumference of the coating layer 16 on the wire 12 so that the sheath 18 can be extruded uniformly on this wire.
As indicated above, it is desirable and in certain essential cases that the final outside diameters of the insulators applied to the wires 10 and 12 are identical; to ensure that these dimensions are obtained, the outlet openings 58 and 60 in the plate 50 have identical diameters.
Since the coating layers 14 and 16 on the wires 10 and 12 have the same diameter as they enter the application chamber 36, some part of the layer 16 must be removed from the wire 12 when the jacket 18 is applied, in order to obtain a final diameter identical to that of the layer 14 applied to the t wire 10. This necessarily creates in the chamber 36 a back pressure indicated by the arrows f in Fig.4. This back pressure combines with the back pressure indicated by arrows a and b to allow the plastic contained in the application chamber 36 to form the outer sheath 16 while preventing any appreciable amalgamation of the separated thermoplastics. at the junction of chambers 46 and 36.
However, when the wire 12 exits the die 50, its inner insulating layer 16 is slightly thinner than the layer 14 applied to the wire 10 in order to allow the application of the additional sheath 18 while retaining the same diameter for each completed wire. It is clear that the sheath 18 is very thin compared to the diameter of the layer 16 so that it suffices to remove a comparatively small amount of this initial layer 16 of the wire 12. This layer is mainly applied to give the film. wire 12 has an exterior color different from that of wire 10. This is a thin surface layer, of a different color from the base layer and sufficient to mask the color of the latter.
Layer 16 and sheath 18 are preferably not fused, although there is a definite bond between the two layers at their adjacent surfaces.
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An apparatus has therefore been produced in which the two wires can be coated simultaneously with thermoplastic materials of different colors so that the finished insulated wires can be distinguished from one another. In addition, the process used is a continuous process in which the insulating layer can be applied by a conventional extrusion die and the additional outer sheath can at the same time be applied to one of the wires so as not to amalgamate. the two materials and to apply a relatively thin but perfect outer layer of a different shade to one of the previously coated yarns.
It is sometimes desirable to apply one or more identifying stripes to an insulated wire which can be achieved by a variant of the present invention which will now be described with reference to Figs. 5,6 and 7. Thus, the completed wire 62 (Fig. 7) may have an insulating layer 64 having a colored stripe 66 applied thereto by the apparatus shown in Figs. 5 and 6.
As shown in Fig. 5, die 68 and its tray 70 may be of substantially identical construction to die 20 and tray 48 shown in Fig. 1. The associated apparatus (not shown) for supplying the chamber 72 with thermoplastic material may be similar to that described above. A perforated tray 74 is suitably attached to the tray 70 and a feed tube 76, similar to that shown in Fig.!, Is connected to the extruder and is screwed into the additional die 78 comprising the trays 70 and 74. .
The feed tube 76 is connected to a circular chamber 80 as shown in Figs. 5 and 6 and the inner surfaces of the trays 70 and 74 are in contact so as to form a partition 81 with the exception of a substantially triangular channel 82. However, the wires 62 and 84 are continuously driven in the usual manner. through extrusion chamber 72 and through additional chambers 88 and 90 where outer insulating layer 64 is applied. The coated wire 84 then passes through an opening 86 which, as shown in Figs. 5 and 6, is sealed off
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of the channel 82 by the partition 81.
The additional colored thermoplastic coating material introduced into the chamber
80 through tube 76 is applied to layer 64 of wire 62 through channel 82, as clearly shown in Fig. 6.
This additional layer 66 is applied in the form of a stripe. The openings 74a and 74b in the tray 74 are preferably of the same diameter and the two wires 62 and 64 which exit the apparatus, as shown in Fig. 5, have identical outside diameters. It is clear that several stripes can thus be applied to a yarn by providing one or more channels similar to channel 82 in the die 78, such as the channels 92 and 94 shown in dotted lines in Fig.6.
An electrical cord formed of two insulated wires twinned by a strip of intermediate Bison lends itself to many electrical applications and it is sometimes desirable that the insulating covers of the two wires be of different colors for their identification. The intention described below can easily be modified to achieve these results. Thus, retort the non- tre in Fig. 10, the wires 92 and 94 comprising insulating layers
96 and 98 are interconnected by a strip 100 which may have been molded with the threads during the initial extrusion operation, as described above. An additional colored insulating layer
102 can be applied to wire 94 using the apparatus which will now be described.
The apparatus for making the cord shown in Fig. 10 is essentially similar to that shown in Figs. 5 and 6 and the same reference numerals were thus used. to identify like parts; only the differences of this variant will be described in detail. Thus, the plate 70 has been modified so as to provide a channel 104 connecting the extrusion chambers 88 and 90 to each other so as to form the strip 100 which connects the wires 92 and 94. In addition, the channel 106 interposed between the trays 70 and 74 has been modified retort shown in FIG. 9 so that the thermoplastic material which is fed there
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via the chamber 80 covers the entire circumference of the insulating layer 98.
The remainder of the construction of the apparatus shown in Fig. 8 is similar to that described above, as is its operation. It is clear that this apparatus can be further modified in the manner shown in FIG. 6 so as to form one or more stripes on one or both threads, as desired-
It can be seen that the invention provides an apparatus for extruding thermoplastics, which is simple, practical and inexpensive, suitable for applying a layer of insulating material on two continuously moving wires as well as a colored sheath covering all or part of the surface. one of the wires for identification purposes, etc. The apparatus according to the present invention can be easily manufactured and assembled and its operation does not require specialized labor.
In addition, this apparatus uses an inexpensive thermoplastic resin and also has the advantage that it can be easily applied to existing molding equipment thereby significantly reducing the investment costs for new equipment. In addition, it can easily be modified to achieve the various results described such as obtaining full coatings, bands and scratches, as described above.
CLAIMS.
1.- Extruder apparatus, characterized in that it comprises a device for applying a coating layer of moldable material on a continuously moving wire, and a device for applying a second coating layer of flexible material on the first. layer without disturbing the arrangement of the first layer relative to the wire.
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