Les lignes de revêtement sont des installations qui comportent en général une extrudeuse à vis équipée d'une tête agencée pour déposer autour d'un fil ou d'un câble métallique qui la traverse une couche ou une gaine en matière isolante. La rentabilité de ces installations, spécialement lorsqu'elles sont prévues pour l'isolation et le gainage de câbles de diamètre relativement grand, dépend fortement des temps de mise en service, ou plus exactement des temps improductifs nécessaires pour modifier et régler l'équipement de l'installation lorsque l'on passe de la fabrication d'un câble d'un certain type à celle d'un câble d'un autre type.
Ces temps morts sont relativement importants en cas de changement du diamètre du câble. Si, par exemple, on doit passer d'un câble de 45 mm à un câble de 70 mm, il est nécessaire de remplacer la tête d'extrusion par une autre de construction plus grande.
Si le changement de diamètre est moins important, il peut suffire de changer les outils de guidage, soit la buse et le pointeau de la tête d'extrusion sans changer son bâti.
Dans le cas où l'extrudat est modifié comme par exemple pour passer du polyéthylène au chlorure de polyvinyle, le démontage du cylindre et le nettoyage de la vis sont indispensables.
Les temps morts dépendent de plusieurs facteurs: ¯construction et dimensions de la tête d'extrusion; ¯agencement des outils; ¯possibilités de démontage et de nettoyage de la vis; - personnel et accessoires à disposition, etc.
Dans la pratique, on compte 25 à 40 mn pour le changement des outils d'extrusion, 40 à 80 mn pour le changement d'une tête dans une installation normale, 50 à 200 mn pour un changement d'extrudat avec nettoyage intermédiaire.
En considérant ces circonstances, on est arrivé à la conclusion qu'il était possible d'améliorer la rentabilité d'une ligne de revêtement en créant un dispositif de changement rapide de la tête susceptible d'équiper une extrudeuse déjà existante ou d'être monté sur une extrudeuse légèrement modifiée par rapport aux modèles connus jusqu'à maintenant.
Dans ce but, la présente invention a pour objet un dispositif de changement rapide de la tête d'une extrudeuse pour ligne de revêtement, caractérisé en ce qu'il comprend un distributeur monté rotativement à l'extrémité du cylindre de l'extrudeuse et présentant au moins deux conduits de raccordement, des têtes d'extrusion fixées chacune à l'extrémité d'un des conduits de raccordement, des moyens de guidage fixes situés dans le prolongement de la vis de l'extrudeuse pour diriger l'extrudat vers un orifice latéral situé en regard du distributeur et des moyens pour faire tourner le distributeur autour d'un axe confondu avec celui du cylindre et pour le fixer dans chacune des positions où un des conduits de raccordement est en communication avec ledit orifice.
On va décrire ci-après, à titre d'exemple, quelques formes de réalisation possibles du dispositif selon l'invention.
Au dessin annexé:
la fig. I est une vue en élévation latérale d'une extrudeuse équipée de la première forme d'exécution du dispositif selon l'invention;
la fig. 2 est une vue en élévation frontale de l'extrudeuse de la fig. 1;
la fig. 3 est une vue en coupe verticale à plus grande échelle du dispositif visible à la fig. 1 ;
la fig. 4 est une vue en coupe analogue à la fig. 3 d'une autre forme d'exécution du dispositif, et
la fig. 5 est une vue en plan de dessus, à plus petite échelle, d'une partie d'une ligne de revêtement avec une extrudeuse équipée d'une troisième forme d'exécution du dispositif selon l'invention.
L'extrudeuse représentée à la fig. 1 fait partie d'une ligne de revêtement qui s'étend perpendiculairement à l'axe de cette extrudeuse. Elle comprend de façon générale, un cylindre 1 contenant une vis 2 (fig. 3), une trémie d'alimentation 3, des moyens d'entraînement 4 pour la vis et un dispositif distributeur désigné de
façon générale par 5 et équipé de deux têtes d'extrusion 6 et 7.
L'agencement général de la ligne de revêtement est le même
que celui de la ligne représentée à la fig. 5.
A Acette figure, on voit une extrudeuse 8 qui est disposée
obliquement par rapport à l'axe de la ligne de revêtement, qui est
parcourue par le fil ou câble 9 destiné à être revêtu d'une gaine
isolante. Ce câble est entraîné par un dispositif de tirage 10 à
partir d'un dispositif donneur, par exemple un dérouleur (non
représenté). Après avoir traversé la tête d'extrusion, dans laquelle
il reçoit une couche d'extrudat constituant une isolation ou une gaine, le câble traverse un refroidisseur 11. A la sortie de ce
refroidisseur, il passe dans un second dispositif de tirage (non
représenté) qui le tire à travers la tête d'extrusion.
Les deux têtes d'extrusion 6 et 7 (fig. 1 à 3) ne sont pas repré
sentées en détail. Elles comportent de façon classique des outils de
guidage constitués par un pointeau (6b, 7b, fig. 3) muni d'un trou
central que le câble traverse et autour de ce pointeau une buse
(6a, 7a) qui détermine le diamètre extérieur de la couche déposée sur sur le câble. Comme on le voit à la fig. I, le dispositif de change
ment rapide comporte un distributeur 12 qui porte les deux têtes 6
et 7 dans des positions diamétralement opposées.
Les axes des
deux têtes d'extrusion 6 et 7 étant situés dans un même plan
perpendiculaire à l'axe du cylindre 1 et étant parallèles l'un à
l'autre, on voit qu'une rotation du distributeur 12 autour de l'axe
du cylindre 1 d'une amplitude de 1800 permet d'intervertir les positions des têtes 6 et 7. Le mouvement de rotation du distribu
teur 12 sera commandé par exemple par une roue à chaîne 13 et
une chaîne 14 à partir d'un moteur 15.
On voit à la fig. I l'extrémité antérieure des buses 6a et 7a des
têtes 6 et 7 et les extrémités postérieures 6b et 7b des pointeaux de
ces têtes.
La fig. 3 montre la construction du distributeur 12 et son
montage. Le distributeur est une pièce cylindrique pourvue de
deux raccords latéraux 16 et 17 percés de conduits de raccorde
ment 18 et 19 et qui sont coaxiaux et perperpendiculaires à l'axe
du cylindre 1. Les raccords latéraux 16 et 17 sont raccordés aux
tubulures d'entrée 20 et 21 des têtes 6 et 7, par des dispositifs de
verrouillage 22 et 23 qui sont équipés de corps de chauffe 24. La
tubulure d'entrée 20, dont la longueur est légèrement plus grande
que la tubulure 21 puisque les dimensions de la tête 6 sont plus
faibles que celles de la tête 7 et que lors d'une rotation du distributeur 12 la tête 6 doit venir dans une position coaxiale à celle
occupée par la tête 7 dans la fig. 3, est également équipée de corps
de chauffe 25.
Le distributeur 12 est monté de façon à pouvoir tourner sur un
corps cylindrique 27 qui est fixé par des mâchoires de serrage 28 à
l'extrémité du cylindre 1. Une commande 29 à manivelle permet
de serrer et desserrer les mâchoires 28. Lorsqu'il est mis en place,
le corps cylindrique 27 prolonge le cylindre 1. Il est également
équipé de corps de chauffe 26 et son passage central est occupé
par un pointeau 30 dont la partie arrière, en forme de collerette
profilée, obture l'extrémité du passage interne du corps 27 et constitue un organe de guidage capable de diriger l'extrudat vers
le trou latéral 31 pratiqué à travers la paroi du corps cylin
drique 27. Le pointeau 30 est maintenu en place par un écrou 32
vissé dans le corps cylindrique 27.
On voit également à la fig. 3, la roue à chaîne 13 et une vis de
blocage 33 supportée par un élément de bâti sur lequel le corps
cylindrique 27 repose. Cette vis de blocage peut s'engager dans
des logements ménagés à l'extérieur de chacune des têtes 6 et 7.
Elle bloque le distributeur 12 dans deux positions diamétralement
opposées de telle sorte que dans chacune de ces positions, l'un des
conduits de raccordement 18 ou 19 débouche dans l'ouverture 31
et par conséquent, est en communication avec l'intérieur du
cylindre 1.
Entre la tubulure 20 et le raccord 16 est disposée une grille 34 qui régularise et filtre l'extrudat. Une grille semblable est disposée entre le raccord 17 et la tubulure 21. Le blocage du distributeur 12 peut également être effectué par des moyens électromagnétiques, pneumatiques ou hydrauliques. L'entraînement de la roue 13 pourrait également se faire par un train d'engrenage.
On se rend compte qu'un changement de production peut être effectué très facilement grâce à l'installation décrite. En effet, si la modification n'exige qu'un changement des outils de la tête d'extrusion, on peut, pendant le fonctionnement de la ligne avec la tête 7, placer sur le dispositif en lieu et place de la tête 6, une autre tête ayant les mêmes dimensions que la tête 7, mais équipée d'outils appropriés au diamètre du câble qu'il s'agira de traiter après le changement. Cette tête peut être ajustée puis chauffée et préparée de façon à pouvoir être mise en service immédiatement.
Il suffit, dès lors, après avoir arrêté le mécanisme d'entraînement 4, ce qui fait cesser immédiatement l'extrusion, de débloquer la vis 33 et de faire tourner le distributeur 12 de l80#, puis de bloquer à nouveau le distributeur. Le nouveau câble est alors engagé dans la tête d'extrusion prête à démarrer et la production peut reprendre sans perte de temps.
Si le changement à apporter aux conditions de production implique l'utilisation d'une tête d'extrusion comme la tête 6, de dimensions plus petites que la tête 7, les opérations à effectuer sont exactement les mêmes que celles qui ont été décrites cidessus, de sorte que l'arrêt n'est plus long.
Enfin, si le changement des conditions de production nécessite l'ouverture du cylindre et l'extraction de la vis 2, il suffit, après arrêt de l'extrudeuse, de desserrer les mâchoires 28 et de retirer l'ensemble du dispositif monté sur le corps cylindrique 27. Dans ce but, le bâti qui supporte ce corps cylindrique pourrait être monté par exemple sur des galets. Dés lors, la vis 2 est directement accessible. Elle peut être retirée, nettoyée et remise en place rapidement.
La fig. 4 représente une forme d'exécution légèrement différente du dispositif décrit ci-dessus. On retrouve dans cette forme d'exécution, les têtes 6 et 7 qui sont montées comme à la fig. 3, sur un distributeur 12. On voit également à cette figure les moyens de chauffage 25 et 24 pour la tubulure d'entrée de la tête 6 et les dispositifs de serrage 22 et 23. Le distributeur 12 est entraîné en rotation par la roue 13. Ici, toutefois, les moyens de blocage sont constitués par un disque 35 muni de deux trous diamétralement opposés 36 dans lesquels une tige de blocage 37 montée sur le bâti de la machine peut pénétrer.
Au lieu d'être monté sur un corps cylindrique amovible, le distributeur 12 est monté directement sur un prolongement la du cylindre 1. On voit également à la fig. 4 l'extrémité de la vis 2. Le prolongement la présente une ouverture latérale 38 disposée de façon que les conduits 18 et 19 puissent venir s'y raccorder et contient un moyen de guidage constitué par un pointeau 39 à extrémité concave qui, engagé à l'intérieur du prolongement la, vient coiffer l'extrémité conique de la vis 2. Le pointeau 39 est maintenu dans l'orientation voulue par une goupille 40 et fixé au prolongement la par un écrou 41.
Dans ce cas également, si l'on doit procéder à un démontage de la vis 2, il suffit, après avoir dévissé l'écrou 41, de retirer le pointeau 39. La vis est dès lors accessible. Les opérations à effectuer pour mettre la tête 6 à la place de la tête 7 sont les mêmes que celles qui ont été décrites plus haut.
Finalement, revenant à la fig. 5, on voit que le dispositif de changement de tête peut également être réalisé de façon à pouvoir équiper une extrudeuse comme l'extrudeuse 8 qui est disposée obliquement par rapport à l'axe de la ligne de revêtement. A cette figure, le distributeur 42 est représenté schématiquement. Il est de forme générale tronconique et sera monté, soit sur un prolongement du cylindre 1, soit sur un corps cylindrique analogue au corps 27. Les deux têtes 43 et 44 sont fixées au distributeur 42 de façon que leurs axes se trouvent sur une même surface conique coaxiale à l'extrudeuse 8.
Le sommet de cette surface conique imaginaire se trouvera sur un point de l'axe de la ligne de revête
ment, de sorte que, par une rotation de 180 impartie au distribu
teur 42, chacune des têtes 43 ou 44 vient se placer à l'emplacement
que l'autre occupait avant la rotation, l'une des têtes étant dans
l'axe de la ligne.
L'angle d'ouverture de cette surface conique imaginaire sera le
double de l'angle que fait l'axe de l'extrudeuse par rapport à l'axe
de la ligne de revêtement. Ce dernier angle peut lui-même varier
de O à 180 , de sorte que le dispositif décrit est utilisable avec des
agencements de ligne de revêtement très différents les uns des 3 autres. On peut même placer l'extrudeuse parallèlement à l'axe de
la ligne.
L'expérience a montré qu'un dispositif de changement rapide
comportant deux têtes suffit généralement à tous les besoins de la
pratique puisque, pendant le fonctionnement de la ligne avec des
conditions données, il est possible de préparer la tête non utilisée,
afin de pouvoir la mettre en place rapidement au moment du
changement.
Coating lines are installations which generally comprise a screw extruder equipped with a head arranged to deposit around a wire or a metallic cable which passes through it a layer or a sheath of insulating material. The profitability of these installations, especially when they are intended for the insulation and sheathing of cables of relatively large diameter, strongly depends on the commissioning times, or more exactly on the non-productive times necessary to modify and adjust the equipment. installation when switching from manufacturing a cable of one type to manufacturing a cable of another type.
These dead times are relatively large in the event of a change in the diameter of the cable. If, for example, you have to change from a 45 mm cable to a 70 mm cable, it is necessary to replace the extrusion head with one of larger construction.
If the change in diameter is smaller, it may be sufficient to change the guide tools, namely the nozzle and the needle of the extrusion head without changing its frame.
In the case where the extrudate is modified, for example to switch from polyethylene to polyvinyl chloride, disassembly of the cylinder and cleaning of the screw are essential.
The downtime depends on several factors: ¯ construction and dimensions of the extrusion head; ¯ arrangement of tools; ¯ options for removing and cleaning the screw; - personnel and accessories available, etc.
In practice, there are 25 to 40 minutes for changing the extrusion tools, 40 to 80 minutes for changing a head in a normal installation, 50 to 200 minutes for a change of extrudate with intermediate cleaning.
Considering these circumstances, we came to the conclusion that it was possible to improve the profitability of a coating line by creating a quick change device of the head capable of equipping an already existing extruder or of being mounted. on an extruder slightly modified compared to the models known until now.
To this end, the present invention relates to a device for rapidly changing the head of an extruder for a coating line, characterized in that it comprises a distributor mounted rotatably at the end of the cylinder of the extruder and having at least two connection conduits, extrusion heads each fixed to the end of one of the connection conduits, fixed guide means located in the extension of the extruder screw to direct the extrudate towards an orifice side located opposite the distributor and means for rotating the distributor about an axis coincident with that of the cylinder and for fixing it in each of the positions where one of the connection conduits is in communication with said orifice.
A few possible embodiments of the device according to the invention will be described below by way of example.
In the attached drawing:
fig. I is a side elevational view of an extruder equipped with the first embodiment of the device according to the invention;
fig. 2 is a front elevational view of the extruder of FIG. 1;
fig. 3 is a view in vertical section on a larger scale of the device visible in FIG. 1;
fig. 4 is a sectional view similar to FIG. 3 of another embodiment of the device, and
fig. 5 is a top plan view, on a smaller scale, of part of a coating line with an extruder equipped with a third embodiment of the device according to the invention.
The extruder shown in FIG. 1 is part of a coating line which extends perpendicular to the axis of this extruder. It generally comprises a cylinder 1 containing a screw 2 (FIG. 3), a feed hopper 3, drive means 4 for the screw and a designated distributor device.
generally by 5 and equipped with two extrusion heads 6 and 7.
The general layout of the coating line is the same
than that of the line shown in FIG. 5.
In this figure, we see an extruder 8 which is arranged
obliquely to the axis of the coating line, which is
traversed by the wire or cable 9 intended to be covered with a sheath
insulating. This cable is driven by a pulling device 10 to
from a donor device, for example an unwinder (not
represented). After passing through the extrusion head, in which
it receives an extrudate layer constituting an insulation or a sheath, the cable passes through a cooler 11. At the outlet of this
cooler, it passes into a second draft device (not
shown) which pulls it through the extrusion head.
The two extrusion heads 6 and 7 (fig. 1 to 3) are not shown.
felt in detail. They conventionally include tools for
guide constituted by a needle (6b, 7b, fig. 3) provided with a hole
central that the cable crosses and around this needle a nozzle
(6a, 7a) which determines the outside diameter of the layer deposited on the cable. As seen in fig. I, the exchange device
quick ment comprises a distributor 12 which carries the two heads 6
and 7 in diametrically opposed positions.
The axes of
two extrusion heads 6 and 7 being located in the same plane
perpendicular to the axis of cylinder 1 and being parallel to each other
the other, we see that a rotation of the distributor 12 around the axis
of cylinder 1 with an amplitude of 1800 enables the positions of heads 6 and 7 to be inverted. The rotational movement of the distributor
tor 12 will be controlled for example by a chain wheel 13 and
a chain 14 from a motor 15.
We see in fig. I the front end of the nozzles 6a and 7a of the
heads 6 and 7 and the posterior ends 6b and 7b of the
these heads.
Fig. 3 shows the construction of the distributor 12 and its
mounting. The distributor is a cylindrical part provided with
two side connectors 16 and 17 pierced with connecting conduits
ment 18 and 19 and which are coaxial and perperpendicular to the axis
cylinder 1. The side fittings 16 and 17 are connected to the
inlet pipes 20 and 21 of the heads 6 and 7, by means of
locking 22 and 23 which are fitted with heating elements 24. The
inlet tubing 20, the length of which is slightly greater
than the tube 21 since the dimensions of the head 6 are more
weak than those of the head 7 and that during a rotation of the distributor 12 the head 6 must come into a position coaxial with that
occupied by the head 7 in FIG. 3, is also equipped with body
heating 25.
The distributor 12 is mounted so as to be able to rotate on a
cylindrical body 27 which is fixed by clamping jaws 28 to
end of cylinder 1. A crank control 29 allows
to tighten and loosen the jaws 28. When it is in place,
the cylindrical body 27 extends the cylinder 1. It is also
equipped with heating body 26 and its central passage is occupied
by a needle 30 whose rear part, in the form of a collar
profiled, closes the end of the internal passage of the body 27 and constitutes a guide member capable of directing the extrudate towards
the side hole 31 made through the wall of the cylinder body
drique 27. The needle 30 is held in place by a nut 32
screwed into the cylindrical body 27.
It is also seen in FIG. 3, the chain wheel 13 and a
blocking 33 supported by a frame element on which the body
cylindrical 27 rests. This locking screw can engage in
housings provided on the outside of each of the heads 6 and 7.
It blocks the distributor 12 in two diametrically
opposites so that in each of these positions one of the
connection ducts 18 or 19 open into the opening 31
and therefore, is in communication with the interior of the
cylinder 1.
Between the pipe 20 and the connector 16 is disposed a grid 34 which regulates and filters the extrudate. A similar grid is arranged between the connector 17 and the pipe 21. The blocking of the distributor 12 can also be effected by electromagnetic, pneumatic or hydraulic means. The wheel 13 could also be driven by a gear train.
It will be appreciated that a change in production can be effected very easily by virtue of the installation described. Indeed, if the modification requires only a change of the tools of the extrusion head, it is possible, during the operation of the line with the head 7, to place on the device instead of the head 6, a another head having the same dimensions as the head 7, but equipped with tools appropriate to the diameter of the cable that will have to be treated after the change. This head can be adjusted and then heated and prepared so that it can be put into service immediately.
It suffices, therefore, after having stopped the drive mechanism 4, which immediately stops the extrusion, to release the screw 33 and to rotate the distributor 12 by 180 #, then to block the distributor again. The new cable is then engaged in the ready-to-start extrusion head and production can resume without loss of time.
If the change to be made to the production conditions involves the use of an extrusion head such as the head 6, of smaller dimensions than the head 7, the operations to be carried out are exactly the same as those which have been described above, so that the stop is no longer long.
Finally, if the change in production conditions requires the opening of the cylinder and the extraction of the screw 2, it suffices, after stopping the extruder, to loosen the jaws 28 and remove the assembly of the device mounted on the cylindrical body 27. For this purpose, the frame which supports this cylindrical body could be mounted, for example, on rollers. From then on, screw 2 is directly accessible. It can be removed, cleaned and replaced quickly.
Fig. 4 shows a slightly different embodiment of the device described above. We find in this embodiment, the heads 6 and 7 which are mounted as in FIG. 3, on a distributor 12. This figure also shows the heating means 25 and 24 for the inlet pipe of the head 6 and the clamping devices 22 and 23. The distributor 12 is driven in rotation by the wheel 13. Here, however, the locking means is constituted by a disc 35 provided with two diametrically opposed holes 36 into which a locking rod 37 mounted on the frame of the machine can penetrate.
Instead of being mounted on a removable cylindrical body, the distributor 12 is mounted directly on an extension of the cylinder 1. It is also seen in FIG. 4 the end of the screw 2. The extension 1a has a lateral opening 38 arranged so that the conduits 18 and 19 can be connected thereto and contains a guide means constituted by a needle 39 with a concave end which, engaged at the interior of the extension la, covers the conical end of the screw 2. The needle 39 is held in the desired orientation by a pin 40 and fixed to the extension la by a nut 41.
In this case also, if it is necessary to remove the screw 2, it suffices, after having unscrewed the nut 41, to remove the needle 39. The screw is therefore accessible. The operations to be carried out to put the head 6 in place of the head 7 are the same as those which have been described above.
Finally, returning to fig. 5, it can be seen that the head changing device can also be produced so as to be able to equip an extruder such as extruder 8 which is disposed obliquely with respect to the axis of the coating line. In this figure, the distributor 42 is shown schematically. It is generally frustoconical in shape and will be mounted either on an extension of cylinder 1, or on a cylindrical body similar to body 27. The two heads 43 and 44 are fixed to distributor 42 so that their axes are on the same surface. conical coaxial with extruder 8.
The vertex of this imaginary conical surface will lie on a point on the axis of the skin line
ment, so that, by a rotation of 180 imparted to the distribu
tor 42, each of the heads 43 or 44 is placed at the location
that the other occupied before the rotation, one of the heads being in
the axis of the line.
The opening angle of this imaginary conical surface will be
twice the angle that the extruder axis makes to the axis
of the coating line. This last angle may itself vary
from 0 to 180, so that the device described can be used with
very different coating line arrangements from each other. You can even place the extruder parallel to the axis of
line.
Experience has shown that a quick change device
with two heads is generally sufficient for all the needs of the
practical since, during the operation of the line with
given conditions, it is possible to prepare the unused head,
in order to be able to put it in place quickly when
change.