Extrudeuse à filière démontable
La présente invention concerne une extrudeuse à filière démontable.
Un ensemble de filière pouvant être ouvert d'une extrudeuse est couramment utilisé lorsque l'ensemble de filière doit être nettoyé à fond, soit chaque fois que l'on change le composé à extruder, soit lors de l'interruption ou de la fin d'une opération d'extrusion, afin d'assurer qu'il ne reste aucun résidu de la matière première antérieure. En particulier dans le traitement du caoutchouc et de matières analogues, ces résidus se calcinent dans l'ensemble chaud de la tête de la filière et provoquent finalement des perturbations au fonctionnement de l'extrudeuse. Etant donné que le nettoyage d'une filière monobloc qui ne peut pas être ouverte est très difficile, en particulier dans ces cas, l'utilisation d'ensembles de filières démontables pouvant être ouverts est actuellement préférée.
Dans ces ensembles, l'élément mobile de la tête de la filière doit être serré contre l'élément fixe de la tête de la filière et contre la tête de l'extrudeuse, pendant que s'effectue l'extrusion. De façon générale, ce serrage a été réalisé en utilisant des boulons à vis ou des dispositifs de serrage du type à étrier qui sont serrés au moyen de boulons à vis.
Dans un type de ces extrudeuses connues, un élément profilé remplaçable de la filière est monté sur l'élément mobile de la tête de la filière et peut être serré et verrouillé de façon amovible à cet élément au moyen d'une confre-clavette et d'une clavette actionnées par un mé- canisme approprié associé à celles-ci. Le remplacement de l'élément de la filière peut être effectué soit séparément soit en liaison avec le desserrage et le resserrage de l'élément mobile de la tête de la filière.
Le procédé de nettoyage de la tête de la filière et le remplacement de l'élément de la filière d'une telle extrudeuse est mis en oeuvre comme suit. On élève d'abord la clavette au moyen d'un dispositif à piston et à cylindre pneumatique, après quoi on sépare la filière.
Après cela, on desserre le moyen de serrage, qui, en fonctionnement, serre l'élément mobile de la tête de la filière contre l'élément fixe et ensuite on desserre les boulons qui serrent l'élément mobile contre la tête de la machine. Ensuite, on soulève l'élément mobile au moyen d'un petit treuil fixé sur un bras de console pouvant tourner et on nettoie l'élément fixe et l'élément mobile de la tête de la filière. On effectue de façon inverse le réassemblage de la tête de la filière consistant à réintroduire la filière et à la serrer et à la verrouiller au moyen de la contreclavette et de la clavette. Le travail nécessaire pour réaliser ces opérations est physiquement très astreignant et occasionne une dépense de temps considérable.
L'extrudeuse faisant l'objet de la présente invention est caractérisée en ce qu'elle comprend une tête d'extrusion comprenant un élément fixe fixé au corps de l'extrudeuse, et un élément mobile monté pivotant sur un pivot du corps de l'extrudeuse entre une position ouverte et une position fermée dans laquelle il est serré hermétiquement à la fois contre le corps de l'extrudeuse et contre l'élément fixe, une partie de filière portée de façon amovible par l'élément mobile, un moyen de verrouillage à contreclavette et à clavette pour verrouiller ladite partie de filière sur ledit élément mobile, la clavette étant montée pour être animée d'un mouvement de va-et-vient sur l'élément mobile et la contre-clavette étant fixée à l'élément mobile et définissant un premier moyen d'arrêt de la clavette correspondant à la position de verrouillage de la partie de filière,
une butée portée par l'élément mobile définissant un second moyen d'arrêt de la clavette correspondant à la position de déverrouillage de ladite partie de filière et un mécanisme de manoeuvre relié mutuellement entre la clavette et une position fixe espacée de l'élément mobile, le mécanisme de manoeuvre étant tel que son fonctionnement dans un sens soit utilisé pre mièrement pour déplacer la clavette hors de sa position de verrouillage de ladite partie de filière et pour la mettre en contact avec la butéc et secondement pour faire basculer l'élément mobile de sa position fermée vers sa position ouverte et que son fonctionnement dans l'autre sens soit utilisé pour ramener l'élément mobile puis la clavette vers leurs positions initiales.
De préférence, un verrou porté par l'élément mobile, est prévu pour entrer et sortir de l'espace délimité entre la butée et la clavette lorsque cette dernière est dans la position de verrouillage de ladite partie de filière et est utilisé lorsqu'il est disposé dans ledit espace pour empêcher le mouvement de la clavette, de sorte que le fonctionnement du mécanisme de manoeuvre dans ce sens fait immédiatement basculer l'élément mobile de la tête de sa position fermée vers sa position ouverte.
Sur l'élément mobile de la tête de la filière sont avantageusement fixées deux plaques latérales, le pivot reliant mutuellement les plaques latérales au corps de l'extrudeuse et le mécanisme de manoeuvre comprend un arbre tourillonnant dans les plaques latérales et s'étendant entre celles-ci parallèlement à l'axe du pivot, un bras fixé sur l'arbre et s'étendant à partir de l'arbre, un moteur relié mutuellement entre le bras et ladite position fixe, une roue dentée fixée sur l'arbre et une crémaillère venant en prise avec la roue dentée qui est montée coulissante sur l'élément mobile et qui est reliée à la clavette pour lui transmettre le mouvement de va-et-vient.
Les avantages et caractéristiques de l'invention ressortiront de la description qui va suivre faite en regard des dessins annexés et donnant à titre purement indicatif mais nullement limitatif une forme de réalisation de l'invention.
Sur ces dessins:
La fig. 1 est une vue en élévation de côté partiellement en coupe, de la partie antérieure d'une extrudeuse ayant une tête de filière pouvant être ouverte et un mécanisme de manoeuvre, suivant la présente invention.
Les fig. 2 et 3 sont des vues analogues de l'extrudeuse, mais montrent le mécanisme de manoeuvre au cours de différents stades de fonctionnement.
En se référant maintenant aux dessins plus en détail, on voit une extrudeuse E ayant une tête H de filière pouvant être ouverte qui comprend un élément inférieur fixe 1 fixé à demeure à la tête 2 de la machine sur son rebord antérieur 3, au moyen de boulons filetés 4 et un élément supérieur mobile 5. Les boulons 4 ne sont pas destinés à être desserrés en fonctionnement et par suite, l'élément fixe 1 de la tête de la filière peut être considéré comme étant relié fermement de façon permanente au rebord 3.
L'élément mobile 5 de la tête de la filière présente deux plaques latérales rigides 6, qui peuvent être incorporées à ce dernier. Les plaques latérales 6 sont articulées sur le rebord 3 de la tête 2 de la machine au moyen de charnières 7, de façon que l'élément mobile 5 puisse basculer vers le haut et vers le bas, comme indiqué par la flèche à double tête 14 (fig. 1). Dans les plaques latérales 6 tourillonne un arbre 8 parallèle à l'axe de pivot 7 et sur lequel est fixé un bras de manoeuvre 9 et une série de roues dentées ou pignons 10. Les pignons 10 viennent en prise avec des crémaillères dentées respectives 11 disposées en vue d'un mouvement de va-et-vient vertical.
L'extrémité libre du bras 9 est articulée en 9a avec l'extrémité externe d'une tige de piston 15 qui est reliée par son autre extrémité à un piston (non représenté) disposé en vue d'un mouvement de va-et-vient axial dans un cylindre 16 à double effet, et actionné par un fluide sous pression, lequel est monté de façon à pouvoir basculer sur le rebord arrière 17 de la tête 2 de la machine au moyen de pivots 18.
La tête H de la filière délimite l'orifice d'extrusion et de formage 29 (fig. 1) de l'extrudeuse, dans l'installation représentée, cet orifice ayant, à titre d'exemple, les contours d'une bande de roulement d'un pneumatique d'un véhicule et étant délimité entre un élément inférieur à bords rectilignes de la filière, ou plaque de frottement 30 fixée par des vis (non représentées) à l'élément fixe 1 de la filière et une partie de filière profilée supérieure démontable 19 et une partie de filière de préformage associée 20 supportée par l'élément mobile 5 de la tête de la filière. Les parties de filières 19 et 20 sont maintenues sur l'élément 5 et y sont verrouillées de façon amovible par un verrou coulissant L du type à contre-clavette et à clavette qui va être décrit maintenant.
Le moyen L de verrouillage des filières comprend une barre ou clavette 12 en forme de. coin qui traverse toute la face antérieure de l'élément mobile 5 et qui est contrainte à un mouvement linéaire glissant de va-et-vient par rapport à cette dernière dans le sens indiqué par la flèche à double tête 14 (fig. 1). La clavette 12, au bord le plus supérieur 21 de laquelle les crémaillères 11 sont assujetties, s'effile vers le bas, en formant une surface oblique 24 dirigée vers l'avant et ses dimen sions sont telles que sa zone de bord la plus basse et la plus étroite 12a recouvre la position des parties de filière 19 et 20 lorsque son bord le plus élevé 21 est sensiblement de niveau, mais de préférence juste un peu plus bas que la surface supérieure de l'élément mobile 5.
Pour délimiter cette position d'arrêt inférieure, il est fixé à demeure à l'élément mobile 5 une plaque de couverture antérieure 23 dont la zone de bord la plus basse 23a a une forme de coin dans un sens opposé à celui de la clavette 12 et constitue ainsi la contre-clavette du moyen L de verrouillage des filières, en formant une surface oblique 25 toumée vers l'arrière, destinée à être mise en contact par la surface oblique correspondante 24 de la clavette 12.
De même à la plaque de couverture 23 est fixée à demeure une butée transversale ou plaque de butée 22 s'étendant vers la partie supérieure de l'élément mobile 5, et en partie par-dessus cette dernière, pour définir une seconde position d'arrêt de la clavette 12, cette position étant telle que les parties de filières 19 et 20 sont libérées de la contrainte du verrou lorsque le bord supérieur 21 de la clavette 12 vient en contact avec la face inférieure de la plaque de butée 22.
Au-dessus de l'élément mobile 5 est monté coulis- sant un verrou 26 disposé pour être animé d'un mouvement de va-et-vient vers la plaque de couverture 23 et à l'écart de celle-ci comme indiqué par la flèche à double tête 27 (fig. 1). La hauteur du verrou est sensiblement égale à celle de l'espace compris entre la plaque de butée 22 et la partie supérieure de l'élément mobile 5 et ainsi effectivement aussi à la hauteur de l'intervalle compris entre la plaque de butée 22 et le bord supérieur 21 de la clavette 12 lorsque cette dernière est dans sa position de verrouillage des filières.
Le dliplacement du verrou 26 de l'une à l'autre de ses positions est assuré au moyen d'un levier de manoeuvre 28 (seulement représenté schématiquement) qui est articulé en 31 sur les plaques latérales 6 en vue d'être animé d'un mouvement de va-et-vient angulaire, comme indiqué par la flèche à double tête 32 et qui présente un prolongement 28a en traînant le verrou au moyen d'un raccordement à goupille et à fente 33. Par conséquent, lorsque le verrou se déplace vers sa position antérieure, il arrête tout mouvement de la clavette 12 hors de sa position de verrouillage des filières.
Il va de soi que l'extrudeuse E est normalement munie d'un moyen de serrage pour presser l'élément mobile 5 de la tête H de la filière contre la tête 2 de la machine et contre l'élément fixe de la tête de la filière avec une relation d'étanchéité pendant une opération d'extrusion, pour contre-balancer les forces extrêmement élevées créées par la pression d'extrusion qui ont tendance à séparer l'élément mobile de l'élément fixe et de la tête de la machine. On notera que le cylindre 16 ne sert que d'élément du mécanisme de manoeuvre de l'élément mobile 5 de la tête de la filière et du moyen L de verrouillage des filières, mais ne joue aucun rôle pour bloquer la tête de la filière.
Pour plus de simplicité et de clarté et en raison du fait que le moyen de serrage particulier qui peut être utilisé ne fait pas partie de la présente invention, celui-ci n'a pas été représenté ou décrit en détail ici.
Toutefois, un type particulièrement avantageux de moyen de serrage conçu pour être utilisé avec des têtes de filières démontables du type auquel correspond la présente invention est celui caractérisé par la disposition de deux crampons montés à pivot sur les côtés opposés du bâti de la tête de filière pour leur permettre un déplacement angulaire latéralement en direction de l'élément mobile de la tête de filière ou en sens contraire, chaque crampon pouvant entrer en contact avec une patte en saillie correspondante de l'élément mobile et étant orienté, lorsqu'il est en position active, dans la direction générale de la force résultante des composantes de pression interne agissant sur l'élément mobile dans des directions déterminées orientées suivant des relations données par rapport aux surfaces de contact respectives entre l'élément mobile et la tête de la machine d'une part,
et entre l'élément mobile et l'élément fixe d'autre part.
En revenant maintenant à l'installation de la présente invention, au cours d'une opération d'extrusion, la tête
H de la filière et le moyen L de verrouillage des filières sont dans leurs positions de fonctionnement respectives,
représentées sur la fig. 1, l'élément mobile 5 de la tête de la filière étant serré fortement contre l'élément fixe
1 et contre la tête 2 de la machine, la clavette 12 étant
dans sa position d'arrêt la plus basse et le cylindre 16
et la tige 15 de piston du mécanisme M de manoeuvre
de la tête de la filière et le moyen de verrouillage des
filières (lequel mécanisme, naturellement, comprend
également le bras 9, l'arbre 8, les pignons 10, les cré
maillères 11, le verrou 26 et le levier 28-28a) étant dans
leurs positions en trait plein représentées sur la fig. 1.
Si, à présent, à la fin de l'opération d'extrusion, on
désire enlever la partie de filière 19 et/ou la partie de
filière de préformage 20 pour les nettoyer ou les rempla
cer par des filières différentes, on fait entrer la pression
dans le cylindre 16 afin de ramener en arrière la tige 15
du piston, de façon à faire basculer le bras 9 dans le sens
dextrorsum (en observant la fig. 1). Ce mouvement est
transmis par l'intermédiaire de l'arbre 8, aux pignons 10
dont la rotation fait monter les crémaillères dentées 11
et la clavette 12 jusqu'à ce que le bord supérieur 21 de
la clavette vienne en contact avec la face inférieure de
la plaque de butée 22.
A ce moment-là, les différents
éléments sont dans les positions représentées sur la fig
2 (la position de la tige du piston est également repré
sentée en profil en traits mixtes sur la fig. 1 en 15'), sauf que la partie de filière 19 et la partie de filière de préformage 20 manquent, du fait que celles-ci ont déjà été enlevées. Par conséquent, pour la réalisation de l'opération décrite jusqu'ici, il n'est même pas nécessaire de libérer les dispositifs de serrage de la tête mobile 5 de la filière, bien que ceci puisse être effectué si on le désire.
Naturellement, en vue de l'opération d'extrusion suivante, on introduit correctement les filières nettoyées ou leurs remplacements dans l'élément mobile 5 puis on actionne le cylindre dans le sens inverse pour ramener la clavette 12 vers sa position de verrouillage.
Si l'on désire, à la fin d'une opération d'extrusion, ouvrir la tête de la filière et la nettoyer sans libérer les parties de filières 19 et 20, on libère les dispositifs de serrage de la tête de la filière et on déplace la poignée ou levier 28 de gauche à droite, en observant la fig. 1, vers la position indiquée en 28' sur les fig. 1 et 3, de façon à déplacer le verrou 26 dans l'espace compris entre la clavette 12 et la plaque de butée 22. Dans ces conditions, la manoeuvre du cylindre 16 pour ramener la tige 15 du piston en arrière ne provoque pas de mouvement angulaire dans le sens dextrorsum du bras 9 autour de l'axe de l'arbre, étant donné que la clavette 12 ne peut pas se déplacer en raison de l'action de blocage du verrou 26 qui maintient à son tour les crémaillères et les pignons fixes.
Toutefois, la force de levage exercée sur la clavette est transmise par le verrou 26, la plaque de butée 22 et la plaque de couverture 23 directement vers l'élément mobile 5, de telle façon que ce dernier bascule vers le haut autour des charnières 7 dans sa position ouverte représentée sur la fig. 3 (la position correspondante de la tige du piston est également représentée en profil en traits mixtes sur la fig. 1 en 15").
Si l'on désire nettoyer la tête de la filière et en enlever également les filières, on libère les dispositifs de serrage de la tête de la filière et on maintient le verrou 26 dans sa position retirée, comme représenté sur la fig. 1. Par conséquent, lors de la manoeuvre du cylindre 16, pour ramener la tige 15 du piston en arrière, on élève d'abord la clavette 12, comme décrit antérieurement, jusqu'à ce que son bord 21 bute contre la plaque de butée 22 (voir fig. 1). On peut alors enlever les filières, après quoi l'action du cylindre 16 se poursuit dans le même sens.
Etant donné que la clavette 12 ne peut plus monter par rapport à l'élément mobile 5 de la tête de la filière, les forces de levage exercées sur la clavette sont trasmises par la plaque de butée 22 et la plaque de couverture externe 23 à l'é1ément mobile 5, de façon que ce dernier soit mis en oscillation vers le haut autour de l'axe 7 dans le sens dextrorsum jusqu'à ce qu'il ait occupé à peu près la position représentée sur la fig. 3. Toute la différence est due au fait qu'une partie de la course du piston a été utilisée pour élever la clavette 12 avant que commence le basculement de l'élément 5. On notera qu'à ce moment-là, la position de la clavette par rapport à l'é'ément mobile 5 n'est pas celle représentée sur la fig. 3, mais celle représentée sur la fig. 2.
Bien que, comme il a été décrit, chaque fois que le verrou 26 n'est pas utilisé, l'élévation de la clavette 12 se produise toujours d'abord, c'est-à-dire avant le pivotement de l'élément mobile 5 de la tête de la filière, dans le sens inverse de la succession de mouvements, c'est-à-dire, que la clavette 12 est repoussée contre la contre-clavette 23a avant que l'élément mobile 5 bascule vers le bas ou que l'opposé de cette action se produise, cette succession dépend de la facilité ou de la difficulté d'action des différents paliers et de la répartition de poids des masses totales se déplaçant autour de l'axe de pivot 7.
Il est néanmoins jugé préférable que le poids de l'élément mobile 5 et que les autres facteurs associés indi
qués ci-dessus soient tels qu'ils fassent descendre l'élément lors de l'inversion du cylindre 16 tandis que la clavette 12 reste encore contre la plaque de butée 22, la clavette ne descendant alors qu'après que l'élément 5
a atteint sa position fermée. La raison en est que la réintroduction des filières peut être effectuée plus facilement après la fin du mouvement de fermeture de l'élément mobile 5.
La forme d'exécution de l'invention décrite ci-dessus présente les avantages suivants. Les processus de fonctionnement décrits n'exigent aucun travail astreignant physiquement et la dépense de temps exigée pour ces processus est considérablement diminuée. En raison du fait que l'élévation et l'abaissement mécanique de la clavette que ce soit en position verrouillée de la filière ou dans la position de verrouillage provoquent également en même temps l'élévation et l'abaissement de l'élément mobile de la tête de la filière, la nécessité de fournir des éléments de travail particuliers pour élever et abaisser l'élément est évitée.
En outre, toute l'installation est en particulier avantageuse et économique en raison de l'utilisation d'éléments d'une construction simple qui sont faciles à fabriquer et susceptibles de résister à un fonctionnement prolongé et énergique et qui, en combinaison, communiquent à l'installation sa grande souplesse de fonctionne- ment sans faire surgir aucune sorte de complications.
Avec l'agencement décrit, si on ne doit changer que la filière, il n'est donc pas nécessaire de libérer le moyen pour serrer l'élément mobile de la tête de la filière. Lors du fonctionnement du mécanisme de manoeuvre, seule la clavette est alors déplacée dans le sens de desserrage de la filière jusqu'au second élément d'arrêt limite prédéterminé. Après avoir remplacé la filière, le fonctionnement du mécanisme de manoeuvre dans le sens inverse déplace la clavette dans le sens de verrouillage de la filière dans la limite permise par la contre-clavette définissant le premier élément d'arrêt limite.
D'autre part, si l'élément mobile de la tête de la filière doit être déplacé vers sa position ouverte, on libère d'abord son moyen de serrage. Le mécanisme de ma oeuvre étant dans l'état comme ci-dessus, son fonction nement déplace la clavette dans le sens de desserrage de la filière, jusqu'à ce qu'elle atteigne le second élément d'arrêt limite susmentionné. Toutefois, lorsque cette action se produit, l'élément mobile de la tête de la filière ne se déplace pas, malgré le desserrage antérieur du moyen de serrage.
Seulement lors du fonctionnement continu du mécanisme de manoeuvre dans le même sens, l'élément mobile de la tête de la filière pivote vers sa position ouverte, en raison du fait que les forces qui s'exercent alors sur la clavette sont transmises par l'intermédiaire du second élément d'arrêt limite en contact, à l'élément mobile. Le pivotement de l'élément mobile se poursuit jusqu'à ce que celui-ci ait été élévé autant qu'il est nécessaire pour son nettoyage commode et celui de l'élément fixe de la tête de la filière, il est de façon générale suffisant, si ce mouvement couvre un arc de 90O environ.
Pour une opération ultérieure de fermeture de la tête de la filière et de verrouillage de la filière, la répartition de poids sur l'élément mobile de la tête de la filière, le relâchement ou la tension du montage pivotant de l'élément mobile sur la tête de la machine et le relâchement ou la tension du mouvement glissant de la clavette en
rapport avec l'élément mobile, déterminent lors d'un fonctionnement inverse approprié du mécanisme de ma oeuvre ou bien que la clavette soit d'abord poussée dans la position de verrouillage, puis que l'élément mobile soit mis de nouveau en oscillation dans la position fermée, ou bien le contraire vice et versa.
Toutefois, il s'avère comme étant avantageux que l'élément mobile soit d'abord basculé dans la position fermée, aidé par son propre poids mort, pendant ce temps la clavette étant encore dans la position de desserrage de la filière et que le mouvement de verrouillage de la filière de la clavette ne se produise que lorsque l'élément mobile a atteint sa position fermée, étant donné qu'alors la filière peut commodément être encore introduite après la fin du mouvement de fermeture de la tête de la filière.
Lorsque l'élément mobile de la tête de la filière porte un verrou, ce verrou ne peut être avancé que lorsque la clavette est dans la position de verrouillage de la filière et lorsque celui-ci est ainsi disposé, il empêche la clavette de se déplacer hors de cette position. Lors du fonctionnement du mécanisme de manoeuvre dans ces circonstances dans le sens d'une libération de la filière, il ne se produit aucun mouvement de la clavette par rapport à l'élément mobile de la tête de la filière, mais seulement un pivotement de l'élément mobile vers le haut dans sa position ouverte. De cette façon, s'il est souhaitable de ne pas remplacer la filière, mais de ne nettoyer que les éléments de la tête de la filière, on peut faire pivoter son élément mobile hors de sa position fermée et le ramener ultérieurement vers cette dernière, sans déplacer la clavette ou déverrouiller la filière.