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REVENDICATIONS
1. Dispositif d'alimentation d'une extrudeuse en matières à extruder, comportant des moyens de mesure permettant de déterminer le débit desdites matières, caractérisé en ce qu'il comporte une trémie indépendante de l'extrudeuse et constituée d'un réservoir et d'un conduit d'écoulement oblique partant du fond du réservoir, et en ce que la trémie repose sur une articulation située au droit de l'ouverture de sortie du conduit et sur un support ponctuel décalé latéralement par rapport à l'articulation, ledit support ponctuel étant associé à un moyen de mesure de la force d'appui exercée sur le support.
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit moyen de mesure est une jauge de contrainte ou un organe de mesure piézo-électrique, et en ce qu'il est relié à un circuit électronique traitant les signaux qu'il émet.
3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le circuit électronique est agencé de façon à fournir une information susceptible d'être affichée et donnant en permanence la variation de poids par unité de temps de la trémie au cours du fonctionnement de l'extrudeuse.
4. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le circuit électronique est agencé de façon à fournir des signaux capables de commander le remplissage du réservoir lorsque le poids de la trémie atteint une valeur minimale prédéterminée.
5. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le circuit électronique est agencé de façon à fournir des signaux capables de commander le fonctionnement de l'extrudeuse de façon à le modifier en fonction des résultats de la mesure.
6. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens de raccord délimitant un passage continu entre ledit conduit oblique et l'entrée de l'extrudeuse, ce passage continu étant déformable sans résistance lorsque la position de la trémie se modifie par rapport à l'extrudeuse.
7. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite ouverture de sortie du conduit oblique est munie d'un obturateur capable de régler le débit de matière s'écoulant de la trémie dans le cylindre de l'extrudeuse.
La présente invention a pour objet un dispositif d'alimentation d'une extrudeuse en matières à extruder, comportant des moyens de mesure permettant de déterminer le débit desdites matières.
Le fonctionnement des extrudeuses utilisées pour la fabrication des fils électriques isolés, et notamment des fils téléphoniques, doit être réglé en cours de travail afin d'assurer la production d'un fil dans laquelle l'épaisseur de la couche isolante est constante. Dans de nombreux cas, des règles fixent l'épaisseur d'isolation minimale que le fil doit recevoir. D'autre part, il est évidemment avantageux de chercher à éviter la formation d'une couche isolante d'épaisseur supérieure à la valeur prescrite. En effet, cela permet d'économiser la matière d'isolation utilisée. Plusieurs agencements ont déjà été proposés afin de permettre un réglage automatique du fonctionnement de l'installation d'extrusion, ce réglage étant agencé pour assurer l'épaisseur de la couche isolante déposée sur le fil.
Ainsi, par exemple, le brevet anglais No 1217187 adjoint à la trémie de l'extrudeuse une balance doseuse qui, périodiquement, déverse dans la trémie un poids prédéterminé de matière plastique. De plus, le ravitaillement est commandé lorsque le niveau de la matière plastique dans la trémie est descendu en dessous d'une valeur prédéterminée.
Ces moyens de mesure permettent de connaître le débit de matière plastique qui entre dans, et par conséquent sort, de l'extrudeuse. Ce débit peut donc être adapté à la vitesse du fil afin d'obtenir un enrobage dont le poids par mètre courant a une valeur prédéterminée.
Toutefois, le dispositif décrit dans le brevet anglais précité fonctionne de façon intermittente et nécessite des dispositifs mécaniques et électroniques relativement compliqués.
Le brevet allemand No 1964386 décrit aussi un agencement du même genre.
Le but de la présente invention est de réaliser un dispositif d'alimentation permettant de déterminer en permanence le débit des matières à extruder refoulées par l'extrudeuse et, par conséquent, de déterminer, en utilisant une donnée relative à la vitesse de passage du fil dans la tête d'extrusion, un signal correspondant au poids de matière isolante déposée par mètre courant sur le fil et, par conséquent, à l'épaisseur de la couche isolante.
Dans ce but, le dispositif d'alimentation selon l'invention, du genre mentionné au début, est caractérisé en ce qu'il comporte une trémie indépendante de l'extrudeuse et constituée d'un réservoir et d'un conduit d'écoulement oblique partant du fond du réservoir, et en ce que la trémie repose sur une articulation située au droit de l'ouverture de sortie du conduit et sur un support ponctuel décalé latéralement par rapport à l'articulation, ledit support ponctuel étant associé à un moyen de mesure de la force d'appui exercée sur le support.
La description qui suit se rapporte à une forme d'exécution du dispositif selon l'invention qui est représenté de façon schématique à l'unique figure du dessin annexé.
On voit au dessin une extrudeuse symbolisée par son cylindre 1 et sa vis 2 logée à l'intérieur du cylindre. La vis 2 est entraînée en rotation, de façon connue en soi, à partir d'un moteur dont la vitesse est réglable. La matière plastique à l'état brut, c'est-à-dire en poudre ou en granules, est introduite dans le cylindre 1 par une ouverture équipée d'un conduit de raccordement 3 et située à l'extrémité amont du cylindre 1. Le conduit d'entrée 3 est raccordé à une trémie indépendante désignée de façon générale par 4. Comme on le voit au dessin, la trémie 4 est constituée d'un réservoir cylindrique 5 d'axe vertical, muni d'un fond conique 6, et d'un conduit d'écoulement 7.
Ces deux pièces seront de préférence en tôle. Le conduit 7 peut être cylindrique, légèrement tronconique, ou d'une autre forme encore. Il est raccordé à l'extrémité inférieure du réservoir 5 et s'étend obliquement, son ouverture de sortie 8 étant prolongée par un élément de raccord 9 qui correspond, au point de vue de ses dimensions, à l'élément de raccord 3.
La trémie 4 est portée, d'une part, par deux tourillons représentés schématiquement en 10 et reposant dans des paliers fixes solidaires du cylindre 1 et, d'autre part, par un bras latéral 11 solidaire du réservoir 4 et s'étendant horizontalement dans une direction perpendiculaire à l'axe commun des tourillons 10. Ce bras latéral 11 peut être constitué d'une barre unique ou d'une poutre entretoisée, de façon à être d'un poids réduit tout en étant rigide. A son extrémité arrière, le bras 11 repose, en un point situé dans le plan de symétrie vertical de l'installation, sur un support 12 qui comporte une jauge de contrainte ou un dispositif du même genre, par exemple du type piézo-électrique, capable d'émettre en permanence un signal correspondant à la force avec laquelle le bras 11 repose sur l'appui 12.
Il est essentiel pour le fonctionnement du dispositif que la position de la trémie 4 reste pratiquement fixe quelle que soit la quantité de matière plastique brute qu'elle contient. Si l'articulation 10 est réalisée sans jeu et si l'appui 12 est conçu de façon à mesurer sans déplacement perceptible la force qu'il subit, cette condition est suffisamment réalisée.
Une autre condition à remplir est que la liaison entre les manchons de ra#ccord 3 et 9 ne réalise aucun encastrement. Pour cela, ces deux raccords peuvent être reliés l'un à l'autre selon le principe d'une rotule ou connectés par un soufflet suffisamment souple pour éviter de transmettre des contraintes. Pratiquement, on a constaté qu'un ajustage libre des deux raccords l'un dans l'autre assurait la liaison de façon à conduire la matière plastique depuis l'ouverture 8 jusque dans le cylindre de l'extrudeuse sans réaliser les conditions d'un encastrement.
La troisième. condition à remplir est que le centre de gravité de la
trémie soit pratiquement toujours au même endroit au cours des opérations de mesure. Toutefois, en assurant que la trémie 4 ne se vide jamais au-delà de la zone 6 constituant le cône inférieur du réservoir 5, cette condition est aussi assurée. On prévoira d'autre part, pour le conduit oblique 7, une section plus petite que celle du réservoir 5 afin de réduire la quantité de matière accumulée dans ce conduit.
Quand les conditions décrites ci-dessus sont remplies, la force d'appui mesurée par le support 12 correspond en permanence à la quantité de matière plastique contenue dans la trémie indépendante.
Cette matière plastique est constamment déplacée à travers les raccords 3 et 9 par suite du fonctionnement de la vis 2, mais la quantité présente entre l'ouverture de sortie 8 et le niveau libre 14 du réservoir 5 repose par l'intermédiaire de la trémie sur les tourillons 10 et le support 12, de sorte que la mesure de la force sur le support 12 est une image de la quantité de matière contenue à chaque instant dans la trémie.
Le signal émis par l'organe de mesure 12 est transmis à un circuit électronique 13 qui peut le traiter de différentes manières, selon l'utilisation prévue pour le dispositif. En premier lieu, le circuit 13 établira à chaque instant la dérivée du poids de matière plastique par rapport au temps. Il donnera donc le débit instantané de matière plastique pénétrant dans l'extrudeuse et, par conséquent, le débit de matière plastique sortant de l'extrudeuse. Cette valeur pourra être affichée ou utilisée comme signal de commande. Ce signal de commande pourra agir sur la vitesse de rotation de la vis, de façon que la valeur du signal de débit soit constamment maintenue aussi près que possible de la valeur d'un signal de consigne préétabli.
Le signal de débit peut également agir sur la vitesse de passage du fil à travers la tête d'extrusion, de façon à modifier cette vitesse de passage afin que le rapport entre le débit de matière plastique et la vitesse du fil soit constamment aussi voisin que possible d'une valeur de consigne correspondant à l'épaisseur d'isolation que l'on désire.
Dans une autre forme d'exécution, le signal de mesure du débit pourrait également agir sur un obturateur dont serait muni l'orifice de sortie 8 du conduit 7, afin que le débit de matière plastique entrant dans l'extrudeuse soit constamment réglé à une valeur de consigne. Comme on le voit, le signal de mesure peut être utilisé de différentes manières.
Outre la mesure du débit instantané, le circuit électronique 13 peut encore former un signal correspondant au taux de remplissage instantané de la trémie. Lorsque ce signal atteindra une valeur signifiant que le niveau libre 14 de la matière plastique dans le réservoir 5 atteint une valeur minimale, comme on le voit en 14a au dessin, il commandera un dispositif de ravitaillement assurant un nouveau remplissage du réservoir jusqu'à un niveau maximal représenté, par exemple, en 14.
Bien entendu, le dispositif décrit peut être combiné à d'autres moyens de mesure, par exemple à des moyens optiques de mesure de niveau. La trémie peut aussi être équipée de vibreurs afin de régulariser l'écoulement. Le fonctionnement du dispositif d'alimentation peut être réglé soit de façon que l'ensemble de la voie conduisant depuis le fond du réservoir 5 jusqu'à l'intérieur du cylindre 1 soit en permanence rempli par des granules ou de la poudre de matière plastique, avec une densité pratiquement la même sur toute la longueur du conduit, soit de façon que la matière plastique s'écoule en chute libre depuis l'ouverture de sortie 8 jusque dans le fond du conduit de raccord 3.
En effet, les deux modes de fonctionnement sont possibles et, dans les deux cas, le dispositif décrit permet d'obtenir un signal de mesure fiable, c'est-à-dire correspondant sans erreur systématique à la quantité de matière plastique évacuée par unité de temps vers l'aval du cylindre 1 par la vis 2.
Bien entendu, le dispositif décrit peut également être utilisé dans des installations extrudant d'autres produits que la gaine isolante d'un fil électrique. Il peut être utilisé notamment dans la fabrication des tubes en matière plastique, des profilés, des barres et des fils, de même que dans la réalisation de barres, de profilés ou de fils métalliques gainés, quel que soit leur usage, etc.
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CLAIMS
1. Device for feeding an extruder with materials to be extruded, comprising measuring means making it possible to determine the flow rate of said materials, characterized in that it comprises a hopper independent of the extruder and consisting of a reservoir and d '' an oblique flow duct starting from the bottom of the tank, and in that the hopper rests on a joint located at the right of the outlet outlet of the duct and on a point support offset laterally with respect to the joint, said support point being associated with a means of measuring the pressing force exerted on the support.
2. Device according to claim 1, characterized in that said measuring means is a strain gauge or a piezoelectric measuring member, and in that it is connected to an electronic circuit processing the signals which it emits.
3. Device according to claim 2, characterized in that the electronic circuit is arranged so as to provide information capable of being displayed and continuously giving the variation in weight per unit time of the hopper during operation of the extruder.
4. Device according to claim 2, characterized in that the electronic circuit is arranged so as to provide signals capable of controlling the filling of the tank when the weight of the hopper reaches a predetermined minimum value.
5. Device according to claim 2, characterized in that the electronic circuit is arranged so as to supply signals capable of controlling the operation of the extruder so as to modify it according to the results of the measurement.
6. Device according to claim 1, characterized in that it further comprises connection means defining a continuous passage between said oblique conduit and the inlet of the extruder, this continuous passage being deformable without resistance when the position of the hopper changes relative to the extruder.
7. Device according to claim 1, characterized in that said outlet opening of the oblique duct is provided with a shutter capable of regulating the flow of material flowing from the hopper into the cylinder of the extruder.
The subject of the present invention is a device for supplying an extruder with materials to be extruded, comprising measuring means making it possible to determine the flow rate of said materials.
The operation of the extruders used for the manufacture of insulated electrical wires, and in particular telephone wires, must be adjusted during work in order to ensure the production of a wire in which the thickness of the insulating layer is constant. In many cases, rules set the minimum insulation thickness that the wire must receive. On the other hand, it is obviously advantageous to seek to avoid the formation of an insulating layer of thickness greater than the prescribed value. In fact, this saves the insulation material used. Several arrangements have already been proposed in order to allow automatic adjustment of the operation of the extrusion installation, this adjustment being arranged to ensure the thickness of the insulating layer deposited on the wire.
Thus, for example, English Patent No. 1217187 adds a metering scale to the extruder hopper which periodically pours a predetermined weight of plastic material into the hopper. In addition, refueling is controlled when the level of the plastic in the hopper has dropped below a predetermined value.
These measurement means make it possible to know the flow rate of plastic material which enters, and consequently leaves, the extruder. This flow rate can therefore be adapted to the speed of the wire in order to obtain a coating whose weight per running meter has a predetermined value.
However, the device described in the abovementioned English patent operates intermittently and requires relatively complicated mechanical and electronic devices.
German patent No. 1964386 also describes a similar arrangement.
The object of the present invention is to provide a supply device making it possible to permanently determine the flow rate of the materials to be extruded discharged by the extruder and, consequently, to determine, using data relating to the speed of passage of the wire. in the extrusion head, a signal corresponding to the weight of insulating material deposited per running meter on the wire and, consequently, to the thickness of the insulating layer.
For this purpose, the feed device according to the invention, of the kind mentioned at the beginning, is characterized in that it comprises a hopper independent of the extruder and consisting of a reservoir and an oblique flow conduit starting from the bottom of the tank, and in that the hopper rests on a joint located at the level of the outlet opening of the conduit and on a point support offset laterally relative to the articulation, said point support being associated with a means of measurement of the pressing force exerted on the support.
The following description relates to an embodiment of the device according to the invention which is shown schematically in the single figure of the accompanying drawing.
We see in the drawing an extruder symbolized by its cylinder 1 and its screw 2 housed inside the cylinder. The screw 2 is rotated, in a manner known per se, from a motor whose speed is adjustable. The plastic in the raw state, that is to say in powder or granules, is introduced into the cylinder 1 through an opening equipped with a connection conduit 3 and situated at the upstream end of the cylinder 1. The inlet conduit 3 is connected to an independent hopper generally designated by 4. As can be seen in the drawing, the hopper 4 consists of a cylindrical tank 5 of vertical axis, provided with a conical bottom 6, and a flow duct 7.
These two parts will preferably be made of sheet metal. The duct 7 can be cylindrical, slightly frustoconical, or of yet another shape. It is connected to the lower end of the reservoir 5 and extends obliquely, its outlet opening 8 being extended by a connection element 9 which corresponds, from the point of view of its dimensions, to the connection element 3.
The hopper 4 is carried, on the one hand, by two pins shown schematically at 10 and resting in fixed bearings integral with the cylinder 1 and, on the other hand, by a lateral arm 11 secured to the tank 4 and extending horizontally in a direction perpendicular to the common axis of the journals 10. This lateral arm 11 may consist of a single bar or of a braced beam, so as to be of reduced weight while being rigid. At its rear end, the arm 11 rests, at a point situated in the vertical plane of symmetry of the installation, on a support 12 which comprises a strain gauge or a device of the same kind, for example of the piezoelectric type, capable of permanently transmitting a signal corresponding to the force with which the arm 11 rests on the support 12.
It is essential for the operation of the device that the position of the hopper 4 remains practically fixed regardless of the quantity of raw plastic material it contains. If the joint 10 is made without play and if the support 12 is designed so as to measure the force it undergoes without perceptible displacement, this condition is sufficiently achieved.
Another condition to be fulfilled is that the connection between the sleeves of ra # ccord 3 and 9 does not create any embedding. For this, these two fittings can be connected to each other according to the principle of a ball joint or connected by a bellows sufficiently flexible to avoid transmitting stresses. In practice, it has been found that a free adjustment of the two fittings one inside the other ensures the connection so as to conduct the plastic material from the opening 8 into the cylinder of the extruder without fulfilling the conditions of a embedding.
The third. condition to fulfill is that the center of gravity of the
hopper is almost always in the same place during the measurement operations. However, by ensuring that the hopper 4 never empties beyond the zone 6 constituting the lower cone of the reservoir 5, this condition is also ensured. On the other hand, a smaller section than that of the reservoir 5 will be provided for the oblique conduit 7 in order to reduce the amount of material accumulated in this conduit.
When the conditions described above are fulfilled, the support force measured by the support 12 permanently corresponds to the amount of plastic material contained in the independent hopper.
This plastic is constantly moved through the fittings 3 and 9 as a result of the operation of the screw 2, but the quantity present between the outlet opening 8 and the free level 14 of the reservoir 5 rests via the hopper on the pins 10 and the support 12, so that the measurement of the force on the support 12 is an image of the quantity of material contained at each instant in the hopper.
The signal emitted by the measuring device 12 is transmitted to an electronic circuit 13 which can process it in different ways, depending on the use intended for the device. Firstly, the circuit 13 will at all times establish the derivative of the weight of plastic material with respect to time. It will therefore give the instantaneous flow of plastic material entering the extruder and, consequently, the flow of plastic material leaving the extruder. This value can be displayed or used as a control signal. This control signal can act on the speed of rotation of the screw, so that the value of the flow signal is constantly maintained as close as possible to the value of a preset preset signal.
The flow signal can also act on the speed of passage of the wire through the extrusion head, so as to modify this speed of passage so that the ratio between the plastic flow rate and the speed of the wire is constantly as close as possible of a set value corresponding to the desired thickness of insulation.
In another embodiment, the flow measurement signal could also act on a shutter with which the outlet orifice 8 of the duct 7 would be provided, so that the flow of plastic material entering the extruder is constantly adjusted to a setpoint. As can be seen, the measurement signal can be used in different ways.
In addition to measuring the instantaneous flow rate, the electronic circuit 13 can also form a signal corresponding to the instantaneous filling rate of the hopper. When this signal reaches a value signifying that the free level 14 of the plastic material in the tank 5 reaches a minimum value, as seen in 14a in the drawing, it will command a refueling device ensuring a new filling of the tank to a maximum level represented, for example, in 14.
Of course, the device described can be combined with other measurement means, for example with optical level measurement means. The hopper can also be equipped with vibrators in order to regulate the flow. The operation of the supply device can be adjusted either so that the entire track leading from the bottom of the tank 5 to the inside of the cylinder 1 is permanently filled with granules or plastic powder. , with a practically the same density over the entire length of the pipe, ie so that the plastic material flows in free fall from the outlet opening 8 as far as the bottom of the connection pipe 3.
Indeed, the two operating modes are possible and, in both cases, the device described makes it possible to obtain a reliable measurement signal, that is to say corresponding without systematic error to the quantity of plastic material discharged per unit. downstream of cylinder 1 by screw 2.
Of course, the device described can also be used in installations extruding other products than the insulating sheath of an electric wire. It can be used in particular in the manufacture of plastic tubes, profiles, bars and wires, as well as in the production of sheathed bars, profiles or metallic wires, whatever their use, etc.