Appareil pour l'extrusion de matières plastiques.
La présente invention a pour objet un appareil pour l'extrusion ou le filage de matières plastiques sous la forme d'une bande ou d'un antre produit allongé continu et de section uniforme. Lorsque la section transversale du produit filé se présente sous une forme compliquée ou irrégulière, ou lorsque les différentes parties de la section transversale varient largement dans leur forme ou présentent des détails finement dessinés, on trouve que les filières usuel] es ne donnent pas un produit lmiforme parce qu'elles ont tendance à faire varier localement la section transversale au cours du filage.
Ces variations constituent un inconvénient, notamment lorsqu'on désire obtenir des formes qui doivent s'épouser réciproquement, c'est-à-dire des sections qui doivent s'emboîter exacte ment les unes dans les autres, et surtout des sections présentant des rainures à côtés latéraux évidés dans lesquelles doivent s'ajuster des nervures correspondantes. Un but de l'invention est donc de créer un appareil permettant de vaincre les difficultés précitées et d'obtenir un degré satisfaisant d'uniformité des produits filés, plus particulièrement pour les sections qui doivent s'épouser réciproquement.
L'appareil, objet de l'invention, est caractérisé en ce qu'il comprend une boîte de filière présentant une tête dont l'orifice a une section de forme compliquée, comprenant de profondes découpures adjacentes, séparées par une partie de ladite tête, caractérise, en outre, en ce que la section du conduit de la boîte de filière, qui débouche audit orifice de la tête, présente une aire décroissant progressivement, et en ce que ladite boîte de filière présente une paroi de guidage raccor dée à ladite partie de la tête de filière, et qui sépare lesdites découpures, ladite paroi étant orientée dans le sens du courant de la matière destinée à être filée et disposée de manière à prévenir des déplacements transversaux de ladite matière entre des découpures adjacentes, lorsque cette matière coule vers l'orifice de la filière.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution et une variante de l'appareil, objet de l'invention.
La fig. 1 est une vue en plan d'ime boîte de filière faisant partie de cet appareil.
La fig. 2 est une vue en coupe ongitu- dinale de la boîte de filière suivant la ligne 22 de la fig. 1.
La fig. 3 est une vue en bout de la boîte de filière et montre les orifices.
La fig. 4 est une vue en perspective montrant séparément les deux coquilles de la boîte de filière et du bloc de filière.
La fig. 5 est une vue en coupe longitudinale sehématique de la boîte de filière rac- cordée à un dispositif d'alimentation pour le filage d'une matière plastique.
La fig. 6 est une vue en coupe longitti- dinale d'une variante de construction de la boîte de filière.
L'appareil représenté sert à la fabrication de bandes flexibles destinées à s'emboîter pour former une fermeture à curseur. Ces fermetures comportent deux bandes flexibles en chlorure de polywinyle ou une matière similaire présentant les caractéristiques du caoutchouc. Chacune de ces bandes est bordée d'un côté par r ime nervure plus épaisse que le reste de la bande. Deux rainures 7 sont ménagées dans une face de la nervure de chaque bande, de manière que les parties restantes 8 de cette nervtlre aient une section en forme de crochet, comme on le voit dans la fig. 3.
Les rainures 7 d'une bande sont façonnées de manière à épouser la forme des parties 8 de l'autre, et l'agencement est choisi tel que les bandes emboîtées l'une dans l'autre soient sensiblement placées dans un même plan, tandis que les parties en crochet emboîtées les unes dans les autres empêchent la séparation des bandes, -sauf lorsqu'elles sont dégagées l'une de l'autre par iui curseur approprié.
L'appareil représenté comprend une boîte de filière constituée par deux blocs métalliques rectangalaires 1, la, qui peuvent être assemblés de manière appropriée face sur face et présentent d'ans les faces en regard l'une de l'antre des évidements destinés à former des conduits lorsque les faces sont exactements appliquées l'une sur l'autre. Une ouverture circulaire 2 ménagée à une extrémité est taraudée pour pouvoir être vissée sur l'extrémité d'un dispositif de refoulement usuel, comportant une vis ou un organe similaire pour refouler le mélange plastique dans la boîte de filière.
Deux coquilles 3, 3a, formant un bloc de filière, sont fixées respectivement aux blocs de la boîte de filière par des boulons 4. Elles sont agencées de façon que leurs formes s'épousent réciproquement lorsque les blocs : 1, la sont assemblés. Les coquilles du bloc de filière sont conformées de manière à former deux orifices distincts, placés l'iin à côté de l'autre, dans le même plan. Ces orifices présentent chacun une partie 5, rectangulaire, formant une fente étroite
(fig. 3) et une partie 6, plus large, ménagée à l'une des extrémités de ladite fente. Lesdits orifices sont disposés de manière que leurs parties 6 soient situées en regard l'une de l'autre, comme on le voit à la fig. 3.
Ces parties 6 sont notamment destinées à donner lieu à la formation des nervures marginales des bandes flexibles sortant de la filière. Les rainures 7 et les parties 8 de ces nervures sont formées grâce à des saillies 7a et des creusures 8a des blocs 3, 3a. Dans la fig. 3, on voit en outre que les saillies 7a s'étendent vers le haut dans l'orifice de gauche et vers le bas dans l'autre, de manière que les parties 8 d'une bande puissent être engagées dans les rainures 7 de l'autre après l'extrusion.
L'aire de chaque orifice est plus grande snr la face intérieure 9 de chaque bloc de filière, et, ainsi que le montre d'une façon exagérée la fig. 2, cette section décroît régulièrement en se rapprochant de la face extérieure 10, qui détermine la section du produit filé. Pour faciliter la fabrication, les saillies 7a, ayant une section en forme de crochet, sont constituées par des éléments rapportés 11, ainsi que le montre la fig. 4.
La saillie 12 est également ménagée dans un élément rapporté 13.
Dans les faces adjacentes des blocs de filière 1 et la sont fraisées ou ménagées d'une autre manière des rainures 14, 15, 14a, 15a s'étendant de la face postérieure 9 des coquilles 3, 3a vers l'ouverture circulaire 2 à l'extrémité opposée desdits blocs. Ces rainures convergent l'une vers l'autre en allant vers l'ouverture 2, de façon qu'elles soient séparées l'une de l'autre par une cloison de largeur décrossante 16, 16a. Chaque rainure augmente en largeur et diminue en profondeur en direction de l'orifice de filière. Les deux rainures ont une forme similaire, ainsi que le montre la fig. 4. Lorsque les deux hlocs 1 et la sont assemblés, ils définissent deux conduits ramifiés 14, 15 reliant chacun l'ouverture circulaire d'entrée 2 aux deux ori- fices du bloc de filière.
Ces eonduits 14, 15 s'aplatissent progressivement en direction de la sortie de la filière. Comme on le voit dans la fig. 2, lesdits conduits se raccordent exae toment aux conduits ménagés dans le bloc de filière 3, 3a, de façon que la matière destinée à passer la filière puisse s'écouler sans obsta cle. L'aire totale de la section de ces conduits décroît aussi progressivement dans le sens d'écoulement de la matière destinée à passer à travers la filière.
On voit à la fig. 4 que des rainures supplémentaires 17, 17a sont pratiquées dans les rainures principales 15 et lisa, parallèlement aux parois convergentes des cloisons 16 et 16a, dans le but d'amener la matière à filer au fond des creusures 8a. lja profondeur des rainures 17, 17a augmente progressivement à partir d'un point situé au voisinage de l'ouverture d'entrée 2 jusqu'à l'extrémite cles bloes 1, la. où ces rainures se raccordent aux creusures 8a du bloc de filière (fig. 4).
Pour l'obtention d'une uniformité d'écou- liement de la matière dans les diverses parties de l'orifice de filière, on utilise de préférence un bloc de filière de forme allongée, tel que le montre le dessin, et on donne aux conduits une forme assurant une diminution progressive et uniforme de la section transversale jusqu'à la section finale sur la face extérieure 10 du bloc de filière, telle qu'elle est représentée à la fig. 3. Sur la face intérieure 9 du bloc de filière, la matière entre donc dans des conduits ayant la même forme mais d'unie section transversale supérieure à la section finale.
On remarquera encore que les saillies 7a, portées uniquement par les coquilles 3, 3a, guident la matière latéralement dès qu'elle pénètre dans les conduits du bloc de filière, dont la section a une forme compliquée et présente des crochets. Cela assure un écoule- ment satisfaisant de la matière à travers le bloe de filière. Les deux blocs 1, la de la boîte de filière peuvent être munis de tenons 18 venant en prise avec des trous de centrage correspondants. Ces blocs sont assemblés par des boulons non représentés.
Le mélange plastique est introduit dans une trémie 19 (fig. 5). Il est refoulé par une vis 20, montée rotativement dans iin cylindre 21, en direction d'un ajutage approprié 22 auquel est raccordée la boîte de filière précédemment décrite, portant le bloc de filière.
Au besoin, on peut prévoir un dispositif de chauffage de la boîte de filière. On peut faire passer le produit filé dans un bain d'eau.
Les saillies 7a des coquilles 3, 3sot, qui sont relativement longues par rapport à leur section et, par conséquent, aussi par rapport à la section des parties 8 du produit filé, constituent en fait des parois de guidage qui s'opposent à tout déplacement transversal de la matière dans le bloc de filière, au fur et à mesure qu'elle s'approche de l'orifice final de la face 10 du bloc de filière. En section, ces parois sont disposées en effet en un endroit où le produit filé, avec ses rainures 7 et ses parties 8, a une forme bien différente de celle de sa partie rectangulaire, qui sort de la partie 5 de l'orifice de la filière. La résistance à l'écoulement de la matière n'est donc pas la même en chaque point de la section de l'orifice de la filière.
Or, cela signifie précisément que la matière à tendance à se déplacer latéralement dans les conduits qui l'amènent à l'orifice de la filière. On comprendra dès lors pourquoi les saillies 7u doivent s'étendre sur une longueur suffisante dans le sens d'écoulement de la matière, si l'on veut assurer l'homogénéité de la bande filée dans toute sa section.
Si l'on utilise cet appareil de filage avec un bain de refroidissement recevant le produit filé, on a constaté qu'un coudage de la matière avant son entrée dans le bain risque d'altérer la précision de la section déterminée par le filage. Pour remédier à cet inconvé- nient, on utilise l'agencement que montre la fig. 6. La filière et la boîte de filière coin prenant les coquilles 1, la et les coquilles 3, 3a sont vissées sur un embout fileté 2 d'un ajutage coudé 6a fixé à son tour au cylindre 21 de la vis de refoulement 20. La boîte de filière est constituée de la manière précédemment décrite. Le produit sortant de la filière entre dans iii bain de refroidissement 23. Ce bain de refroidissement peut présenter une profondeur quelconque.
Dans l'exemple représenté, on utilise toutefois un bain peu profond, et le produit filé est guidé par un rouleau de renvoi 24. On voit que grâce à cet agencement de la boîte de filière, le produit filé n'est pas coudé du tout avant son entrée dans le liquide de refroidissement. En d'autres termes, le parcours du produit entre l'orifice de filière et le bain de refroidissement est sensiblement rectiligne et dans le prolongement de l'axe du conduit d'écoulement de la filière et de la boîte de filière. De plus, la face 25 de la filière est perpendiculaire au parcours du produit sortant de cette filière.
L'angle du coude de l'ajutage 6a, qui détermine l'angle d'inclinaison du produit sortant de la filière par rapport à l'horizontale, ne présente aucune importance poui'vu que les conditions précitées soient remplies.
Naturellement, on peut obtenir le même résultat en utilisant le dispostitif que montre la fig. 5, à condition que la vis de refoulement et la boîte de filière soient inclinées sous l'angle nécessaire par rapport à l'horizontale.
L'appareil décrit permet de commander l'écoulement de la matière vers l'orifice de filière à travers un conduit de section pro gressivement décroissante, dont la forme varie également d'une manière progressive en partant d'une section, par exemple circulaire, pour aboutir à une section allongée ou plus compliquée, à l'orifice de filière. Il est bien entendu qu'un appareil analogue pourrait être utilisé pour filer des produits ayant une autre section, par exemple en forme de flèche, pour pouvoir épouser une rainure de forme similaire dans une bande correspondante.
Enfin, l'appareil décrit pourrait être utilisé pour filer, outre des matières plastiques ayant les caractéristiques du chlorure de polyvinyle, de nombreuses autres matières, telles que les sùperpolyamides.
Apparatus for the extrusion of plastics.
The present invention relates to an apparatus for the extrusion or spinning of plastics in the form of a continuous elongated strip or product of uniform section. When the cross-section of the spun product is in a complicated or irregular shape, or when the different parts of the cross-section vary widely in their shape or exhibit finely-drawn details, the usual dies have been found not to produce a product. Uniform because they tend to locally vary the cross section during spinning.
These variations constitute a drawback, in particular when it is desired to obtain shapes which must match each other, that is to say sections which must fit exactly into each other, and especially sections having grooves. with hollowed-out lateral sides in which the corresponding ribs must fit. An object of the invention is therefore to create an apparatus making it possible to overcome the aforementioned difficulties and to obtain a satisfactory degree of uniformity of the spun products, more particularly for the sections which must match each other.
The apparatus, object of the invention, is characterized in that it comprises a die box having a head whose orifice has a cross-section of complicated shape, comprising deep adjacent cutouts, separated by a part of said head, further characterized in that the section of the duct of the die box, which opens out to said orifice of the head, has a progressively decreasing area, and in that said die box has a guide wall connected to said part of the die head, and which separates said cutouts, said wall being oriented in the direction of the flow of the material intended to be spun and arranged so as to prevent transverse movements of said material between adjacent cutouts, when this material flows towards the orifice of the die.
The appended drawing represents, by way of example, an embodiment and a variant of the apparatus, object of the invention.
Fig. 1 is a plan view of a die box forming part of this apparatus.
Fig. 2 is a longitudinal sectional view of the die box taken along line 22 of FIG. 1.
Fig. 3 is an end view of the die box and shows the orifices.
Fig. 4 is a perspective view showing separately the two shells of the die box and the die block.
Fig. 5 is a schematic longitudinal sectional view of the die box connected to a feed device for spinning a plastic material.
Fig. 6 is a longitudinal sectional view of an alternative construction of the die box.
The apparatus shown is used in the manufacture of flexible bands intended to interlock to form a slide closure. These closures have two flexible bands of polywinyl chloride or a similar material having the characteristics of rubber. Each of these bands is bordered on one side by a rib thicker than the rest of the band. Two grooves 7 are formed in one face of the rib of each strip, so that the remaining parts 8 of this rib have a hook-shaped section, as seen in FIG. 3.
The grooves 7 of one strip are shaped so as to match the shape of the parts 8 of the other, and the arrangement is chosen such that the strips nested one inside the other are substantially placed in the same plane, while that the hooked parts nested in each other prevent the separation of the bands, -except when they are released from each other by iui appropriate cursor.
The apparatus shown comprises a die box formed by two rectangular metal blocks 1, 1a, which can be assembled in an appropriate manner face to face and have in the opposite faces one of the antrum the recesses intended to form conduits when the faces are exactly applied to each other. A circular opening 2 made at one end is threaded so that it can be screwed onto the end of a conventional delivery device, comprising a screw or a similar member for discharging the plastic mixture into the die box.
Two shells 3, 3a, forming a die block, are respectively fixed to the blocks of the die box by bolts 4. They are arranged so that their shapes match each other when the blocks: 1, 1a are assembled. The die block shells are shaped so as to form two distinct orifices, placed the iin next to each other, in the same plane. These orifices each have a portion 5, rectangular, forming a narrow slot
(Fig. 3) and a part 6, wider, formed at one end of said slot. Said orifices are arranged so that their parts 6 are situated opposite one another, as seen in FIG. 3.
These parts 6 are intended in particular to give rise to the formation of the marginal ribs of the flexible bands coming out of the die. The grooves 7 and the parts 8 of these ribs are formed by the protrusions 7a and the recesses 8a of the blocks 3, 3a. In fig. 3, it is further seen that the protrusions 7a extend upwards in the left hole and downwards in the other, so that the parts 8 of one strip can be engaged in the grooves 7 of the 'other after extrusion.
The area of each orifice is larger on the inside face 9 of each die block, and, as exaggeratedly shown in FIG. 2, this section decreases regularly as it approaches the outer face 10, which determines the section of the spun product. To facilitate manufacture, the projections 7a, having a hook-shaped section, are formed by inserts 11, as shown in FIG. 4.
The projection 12 is also provided in an insert 13.
In the adjacent faces of the die blocks 1 and 1a are milled or otherwise provided grooves 14, 15, 14a, 15a extending from the rear face 9 of the shells 3, 3a towards the circular opening 2 to 1. opposite end of said blocks. These grooves converge towards one another going towards the opening 2, so that they are separated from one another by a wall of scalloping width 16, 16a. Each groove increases in width and decreases in depth towards the die orifice. The two grooves have a similar shape, as shown in fig. 4. When the two hlocs 1 and 1a are assembled, they define two branched conduits 14, 15 each connecting the circular inlet opening 2 to the two openings of the die block.
These eonduits 14, 15 gradually flatten towards the exit of the die. As seen in fig. 2, said conduits are connected exae toment to conduits formed in the die block 3, 3a, so that the material intended to pass the die can flow without obstacle. The total area of the section of these conduits also decreases progressively in the direction of flow of the material intended to pass through the die.
We see in fig. 4 that additional grooves 17, 17a are made in the main grooves 15 and lisa, parallel to the converging walls of the partitions 16 and 16a, in order to bring the material to be spun at the bottom of the recesses 8a. lja depth of grooves 17, 17a gradually increases from a point in the vicinity of the inlet opening 2 to the end cles bloes 1, la. where these grooves connect with the recesses 8a of the die block (Fig. 4).
To achieve uniformity of flow of material in the various parts of the die orifice, an elongated die block as shown in the drawing is preferably used and conduits a shape ensuring a gradual and uniform reduction of the cross section to the final section on the outer face 10 of the die block, as shown in FIG. 3. On the inner face 9 of the die block, the material therefore enters conduits having the same shape but with a uniform cross section greater than the final section.
It will also be noted that the projections 7a, carried only by the shells 3, 3a, guide the material laterally as soon as it enters the ducts of the die block, the section of which has a complicated shape and has hooks. This assures satisfactory flow of the material through the die block. The two blocks 1, 1a of the die box can be provided with tenons 18 engaging with corresponding centering holes. These blocks are assembled by bolts not shown.
The plastic mixture is introduced into a hopper 19 (fig. 5). It is forced by a screw 20, rotatably mounted in cylinder 21, towards a suitable nozzle 22 to which is connected the previously described die box, carrying the die block.
If necessary, a device for heating the die box can be provided. The spun product can be passed through a water bath.
The protrusions 7a of the shells 3, 3sot, which are relatively long in relation to their section and, therefore, also in relation to the section of the parts 8 of the spun product, in fact constitute guide walls which oppose any movement. cross section of the material in the die block as it approaches the final hole in face 10 of the die block. In section, these walls are in fact arranged at a place where the spun product, with its grooves 7 and its parts 8, has a very different shape from that of its rectangular part, which comes out of part 5 of the orifice of the Faculty. The resistance to flow of the material is therefore not the same at each point of the section of the orifice of the die.
However, this precisely means that the material has a tendency to move laterally in the conduits which lead it to the orifice of the die. It will therefore be understood why the protrusions 7u must extend over a sufficient length in the direction of flow of the material, if one wishes to ensure the homogeneity of the spun strip throughout its section.
If this spinning apparatus is used with a cooling bath receiving the spun product, it has been observed that bending the material before entering the bath risks altering the precision of the section determined by the spinning. To remedy this drawback, the arrangement shown in FIG. 6. The die and the wedge die box taking the shells 1, 1a and the shells 3, 3a are screwed onto a threaded end 2 of an angled nozzle 6a fixed in turn to the cylinder 21 of the delivery screw 20. The die box is made in the manner previously described. The product leaving the die enters the cooling bath 23. This cooling bath can have any depth.
In the example shown, however, a shallow bath is used, and the spun product is guided by a deflection roller 24. It can be seen that thanks to this arrangement of the die box, the spun product is not bent at all. before it enters the coolant. In other words, the path of the product between the die orifice and the cooling bath is substantially rectilinear and in the extension of the axis of the flow duct of the die and of the die box. In addition, the face 25 of the die is perpendicular to the path of the product leaving this die.
The angle of the bend of the nozzle 6a, which determines the angle of inclination of the product leaving the die with respect to the horizontal, is of no importance if the aforementioned conditions are met.
Of course, the same result can be obtained by using the device shown in fig. 5, provided that the discharge screw and the die box are inclined at the necessary angle from the horizontal.
The apparatus described makes it possible to control the flow of the material towards the die orifice through a duct of progressively decreasing section, the shape of which also varies in a progressive manner starting from a section, for example circular, to result in an elongated or more complicated section at the die orifice. It is understood that a similar apparatus could be used to spin products having another section, for example in the shape of an arrow, in order to be able to follow a groove of similar shape in a corresponding strip.
Finally, the apparatus described could be used for spinning, besides plastics having the characteristics of polyvinyl chloride, many other materials, such as the superpolyamides.