FR2467683A1

FR2467683A1 - Procede et appareil pour la fabrication d'un materiau elastomerique en feuille par extrusion

Info

Publication number: FR2467683A1
Application number: FR8011404A
Authority: FR
Inventors: Dale R Moody
Original assignee: AMF Inc
Current assignee: AMF Inc
Priority date: 1979-10-18
Filing date: 1980-05-22
Publication date: 1981-04-30
Also published as: CA1141123A; FR2467673B3; DE3036716C2; JPS5662141A; DE3036716A1; FR2467673A1; GB2063144B; GB2063144A; US4260578A; FR2467683B3

Abstract

Procédé et appareil pour fabriquer un matériau élastomérique en feuille. La fabrication comprend : des moyens d'extrusion 40 pour obtenir à leur extrémité de sortie un extrudat tubulaire de matériau élastomérique; des moyens disposés à la sortie des moyens d'extrusion pour fendre longitudinalement l'extrudat tubulaire quand il sort des moyens d'extrusion; un appareil de calandrage 10 pourvu d'un châssis 11; un premier rouleau rotatif 16 monté dans une position fixe sur le châssis; un second rouleau rotatif 18 monté sur le châssis de manière à pouvoir se rapprocher et s'éloigner du premier rouleau; un moteur à fluide 13 destiné à rapprocher et éloigner le second rouleau 18 du premier rouleau 16 en appliquant une force constante pour maintenir le second rouleau dans sa position de travail; des moyens disposés entre le premier et le second rouleau et serrés entre eux pour limiter le mouvement du second rouleau en direction du premier rouleau et délimiter de ce fait l'interstice entre les rouleaux en amenant les rouleaux à être sollicités par la force constante appliquée par les moteurs; l'appareil de calandrage 10 étant espacé horizontalement de l'extrémité de sortie des moyens d'extrusion 40 alors que l'interstice qui sépare les rouleaux 16, 18 est au moins aussi haut que le centre des moyens d'extrusion.

Description

I ^ 2467683

La présente invention concerne un procédé et un appareil destiné à la mise en oeuvre de ce procédé, pour fabriquer un matériau élastomérique en feuille dont la largeur et l'épaisseur

soient maintenues dans des limites relativement précises.

En raison,de difficultés de production, l'extrusion de feuilles élastomériques n'a eu que peu de succès du point de

vue commercial et seulement quand d'étroites tolérances n'é-

taient pas exigées. Le formage par laminage de feuilles en ma-

tériau élastomérique n'a pas, non plus, été très utilisé et est coûteux en raison de l'étagement multiple de rouleaux et de la

nécessité d'avoir recours à des rouleaux de profil particulier.

nài conséquence, un but de l'invention est de fournir un procédé amélioré comprenant à la fois l'extrusion et le formage

par laminage ou calandrage pour réaliser des feuilles élastomé-

riques tout en maintenant la largeur et l'épaisseur des feuil-

les dans des limites relativement précises.

Un autre but de l'invention est de fournir les procédés

ci-dessus pour produire une feuille ne comprenant pas les ir-

régularités de surface qui apparaissent normalement quand on

extrude un matériau élastomérique en feuille.

Un autre but de l'invention est de créer un dispositif

perfectionné à buse d'extrusion et bouchon.

Ces buts sont atteints grace à l'invention, qui a pour objet un procédé de fabrication d'une feuille élastomérique,

caractérisé en ce qu'il comprend les étapes coanistant à: uti-

liser une extrudeuse pour extruder un matériau élastomérique

sous forme tubulaire; fendre longitudinalement le matériau é-

lastomérique tubulaire à mesure qu'il sort de l'extrudeuse; ouvrir le matériau élastomérique tubulaire fendu pour obtenir une forme plane; introduire le matériau élastomérique plan dans l'interstice séparant une paire de rouleaux; calandrer le matériau élastomérique plan au moyen de la paire de rouleaux en réduisant le matériau à l'épaisseur désirée

L'invention a également pour objet un appareil de fabri-

cation de feuilles élastomériques, ca actSrisé en ce qulil comprend: des moyens d'extrusion pour obtenir à leur extrémité de sortie un extrudat tubulaire de matériau élastomérique; des moyens disposés à la sortie des moyens dQeztrusion pour fendre longitudinalement l'extrudat tubulaire quand il sort des moyens d'extrusion; un appareil de calandrage potur-u d'un chassis; is premier rouleau rotatif monté dans une position fixe sur le

ch9ssis; un second rouleau rotatif monté sur le châssis de ma-

nière à pouvoir se rapprocher et s'éloigner du premier rouleau; un moteur à fluide destiné à rapprocher et éloigner le second rouleau du premier rouleau, en appliquant une force constante pour maintenir le second rouleau dans sa position de travail; des moyens disposés entre le premier et le second rouleaux et serrés entre eux pour limiter le mouvement du second rouleau

en direction du premier rouleau et délimiter de ce fait l'inters-

tice entre les rouleaux en amenant les rouleaux à 8tre sollici-

tés par la force constante appliquée par les moteurs; l'appa-

reil de calandrage étant espacé horizontalement de l'extrémité de sortie des moyens d'extrusion, alors que l'interstice qui sépare les rouleaux est au moins aussi haut que le centre des

moyens d'extrusion.

Les caractéristiques et avantages qui précèdent, et d'au-

tres encore, agpara tront plus clairement à la lecture de la

description détaillée, qui suit, référence étant faite aux

dessins annexés qui représentent, à titre d'exemples, plusieurs modes de réalisation de l'invention. Cependant, l'accent est mis expressément sur le fait que les dessins ne sont présentés qu'à titre illustratif et ne doivent pas être considérés comme

constituant les limites de l'invention.

Sur les dessins: Fig.A est une vue en élévation latérale, partiellement en

coupe, d'un appareil fonctionnant selon le procédé de l'inven-

tion; Fig.2 est une vue en élévation frontale de l'appareil de calandrage de la fig.1; Fig.3 est une vue à plus grande échelle d'un détail de la fig.1, en coupe selon la ligne 3-3 de cette figure;

Fig.4 est une représentation schématique montrent la géo-

métrie des moyens de réglage de précision de l'interstice entre rouleaux;

Fig.5 est une vue en coupe à plus grande échelle de l'ex-

trémité de sortie de l'extrudeuse de la fig.1; Fig.6 est une vue en perspective de la tête d'extrudeuse et du bouchon de la fig.5; Fig.7 est une vue, semblable à la fig.5, représentant une t8te d'extrusion et un bouchon auxiliaire modifiés; et Fig.8 est une vue semblable à la fig.6, représentant la

t9te d'extrusion et le bouchon dela fig.7.

Si l'on se reporte maintenant aux dessins et plus particu-

lièrement & la fig.1, celle-ci représente une extrudeuse 40 (voir aussi les fig.5 et 6) comprenant une vis d'alimentation

42 tournant dans un tambour 41 et permettant d'obtenir une mas-

se extrudée tubulaire élastomérique E passant par sa tête 40,

comme cela sera expliqué plus loin. A mesure que la masse tubu-

laire extrudée E sort de la tête 40, elle est coupée par une lame 48, puis ouverte pour assumer une forme plane et envoyée dans l'interstice entre les rouleaux 16 et 18 de l'appareil de formage par laminage ou de calandrage 10. Pour éviter que le

matériau non supporté ne s'affaisse lorsqu'il passe d'oe confi-

guration tubulaire à une configuration plane, la tète 43 de l'extrudeuse doit être située relativement près des rouleaux 16 et 17 alors que l'interstice séparant les rouleaux doit être

au-dessus de l'axe central et de préférence à la partie supérieu-

re de l'extrudat qui y parvient.

Les extrémités de l'arbre 17 du rouleau 16, qui est fixe

en position, sont montées dans des paliers 12 fixés à l'extré-

mité supérieure du châssis 11 de l'appareil de calandrage 10.

Le rouleau 18 est en alignement vertical avec le rouleau 16 et les extrémités de son arbre 19 sont montées dans des paliers

fixés sur des organes élévateurs, ou coulissants, 14, pou-

vant se déplacer verticalement sur le châssis 11. Des moteurs à fluide à pression constante 13 sont prévus pour rapprocher

et éloigner les organes élévateurs 14 et le rouleau 18 du rou-

leau 16.

Un palier 21, semblable aux paliers 12 et 15, est fixé à chaque extrémité de l'arbre 17 alors qu'un palier similaire

22 est monté à chaque extrémité de l'arbre 19. Entre les pa-

liers 21 et 22, et de chaque c8té des rouleaux 16 et 18, est prévu un dispositif de réglage de charge et de l'interstice comprenant des plaques supérieure et inférieure 24 et 25, reliées aux paliers 21 et 22 respectivement, et un palier de

charge 26 disposé entre et à l'intérieur d'évidements trans-

versaux des plaques 24 et 25.

Les plaques 24 et 25 comprennent à une extrémité des mo-

yens de réglage d'écartement 30 et, comme on le voit au mieux sur la fig. 3, des moyens d'articulation comprenant une paire de plaques en chevauchement 27 et 28, montées sur les plaques respectives 24 et 25 et reliées l'une à l'autre et au palier de

charge 26 par une broche ou un dispositif de fixation 29 défi-

nissant l'axe Z du pivotement (voir Fig.4). Les moyens de régla-

ge d'écartement 30 (voir Fig.1) sont représentés schématiquement sous forme d'un organe fileté pouvant être réglé manuellement

ou entraîné mécaniquement (par un dispositif non représenté).

L'un des rouleaux 16 ou 18 est pourvu de moyens moteurs ou d'entraînement M représentés schématiquement sur la fig.2 sous

forme d'un rouleau d'entrainement 18.

Lorsqu'ils sont prêts à fonctionner, les moteurs 13 ont soulevé le rouleau 18 jusqu'à ce que les ensembles 23 soient étroitement serrés entre les paliers 21 et 22 et délimitent l'ouverture constituant l'écartement entre les rouleaux 16 et 18. La puissance des moteurs à pression constante 13 applique une charge aux paliers 12 et 15, aux paliers 21 et 22 et au palier de charge 26. Les paliers 22 et les plaques 25 sont de préférence reliés les uns aux autres alors que les paliers 21 et les plaques 24 sont pourvus de broches permettant de les

séparer pour y introduire des cales minces destinées à des ré-

glages de forts écartements.

Quand il s'agit de réglages relativement petits et précis de l'écartement, les plaques 24 et 25 sont pivotées l'une par rapport à l'autre sur le palier de charge 26. L'ensemble de réglage de charge et d'écartement 23 et les paliers 21 et 22

sont représentés schématiquement sur la fig.4 dans les posi-

tions d'ouverture maximale et minimale de l'écartement. Dans la position d'ouverture maximale de l'écartement représentée sur la partie gauche des dessins, un axe vertical passe par l'axe X du rouleau 16, Y du rouleau 18 et Z du palier de charge 26. En l'absence de cale mince, les distances XZ et Y-Z sont égales à R et la distance X-Y est égale à Di. Dans la position d'écartement minimal représentée sur le c8té droit de la fig. 4, l'axe X reste fixe alors que l'axe Z tourne selon le rayon R autour de l'axe X et amène l'axe Y à se déplacer vers le haut du fait des organes coulissants 14, ce qui fait que la distance X-Y devient maintenant égale à D2 et que le réglage total de l'écartement que l'on peut déterminer en utilisant l'ensemble 23 est égal à D1 moins D2. En réglant l'appareil au moyen de l'ensemble 23 dans une position intermédiaire aux positions minimale et maximale de la fig.4, l'ensemble 23 déterminera ou permettra d'obtenir des réglages croissants et

décroissants de l'ouverture de l'écartement. En raison du mouve-

ment rotatif des plaques 24 et 25 autour des axes X, Y et Z, l'ensemble 23 peut être réglé alors que l'appareil 10 est sous charge du fait de la force appliquée par les moteurs 13 et pen-

dant son fonctionnement.

Dans une opération normale de formage par laminage de feuil-

les élastomériques, le matériau est alimenté par des jeux suc-

cessifs de rouleaux qui réduisent progressivement l'épaisseur

et augmentent la largeur du matériau jusqu'à ce qu'il soit fi-

nalement formé aux limites prédéterminées. Les rouleaux régla-

bles de cet ensemble sont habituellement positionnés par des moteurs du type & vérin à vis qui ne sont pas des dispositifs à pression constante ou à force constante, et qui tendent à

s'infléchir sous la charge et ne peuvent donc permettre des ré-

glages mineurs de l'écartement lors du fonctionnement. En outre, aucun des appareils de formage par laminage ne comprennent, à ce jour, des dispositifs permettant d'appliquer une charge aux

pa2iers des rouleaux avant le fonctionnement de la machine.

Selon la présente invention, l'extrudeuse 40 ou 50 four-

nit un extrudat tubulaire ayant une pnrqi annulaire sensible-

ment égale à la largeur, ou dimension latérale, de là feuille à obtenir. L'appareil de calandrage et de formage par laminage contr8le en premier lieu l'épaisseur de la feuille et il

peut être oomand& de façon appropriée pour déterminer de pe-

tits réglages latéraux qui eugmentent ou réduisent la largeur

de la feuille en l'amenant à des limites relativement précises.

Si on se reporte maintenant aux figo5 et 6, l'sGudeuse comprend un tube 41 et une wis dOalimentation 42 destinée à l'se:rudat et rotative à lêittgieur d tube. Une tote 45 est montée sur l'extrémité de sortie du tube 41 de toute manière appropriée telle que représentée sur la figc et elle comporta une paroi circulaire interne 4Dro Un organe de farmetu:a 45 est

monté sur la t8te z:- et cohorend ti me tie étdant en di-

rection de la vi, -2 qui dgezine zue paoi 4,6 ayant sensibto= reient la m&me longueur que la paroi 44o Lss prois. et 4G ao.t concentriques par rapport è un axe Commun q.ii est laa:ze

de rotation de la vis 42, et elles sont espacées l'une de lau-

tre pouir former um passage de sortie anulni:e constant 4 dez-

tiné à l'extrudat tubulaireo Une lame 48 cet z.ont6e sur la tête

43 et peut être disposée en travers du sommet du passage annu-

laire 47 pour couper longitudinalement l'extrudat tubulaire

lorsqu'il sort de l'extrudeuse 40. La fente pratiquée dans.l'ex-

trudat tubulaire est immédiatement ouverte pour que l'extrudat ne vienne pas en contact avec la pièce de support du'bouchon 45 et soit de forme plane quand il parvient à l'interstice situé

entre les rouleaux 16 et 18.

Si on se réfère maintenant aux fig.? et 8, celles-ci re-

présentent une extrudeuse modifiée 50 pourvue d'un tube 51 et d'une vis d'alimentation 52 correspondant au tube 41 et à la vis 42 de l'extrudeuse 40. La vis d'alimentation 52 comprend une partie terminale réduite 53 passant dans une paroi interne circulaire 58 de la tête 57 correspondant à la paroi 44 de la tête 40 et montée de façon appropriée sur l'extrémité de sortie du tube.51. Un bouchon tubulaire 55 est monté sur l'extrémité réduite 53 de la vis 52 par des moyens anti-friction tels que

des roulements à billes 54, et il comprend une paroi 56 coirres-

pondant à la paroi 46 du bouchon 45. Les parois 56 et 58 sont

concentriques et espacées l'une de l'autre pour définir un pas-

sage de sortie annulaire constant 59 correspondant au passage de sortie 47 de l'extrudeuse 40. Une lame 60, qui est disposée

en travers de l'extrémité du passage 59, est reliée à ses ex-

trémités opposées à la tète 47 et au bouchon 45 pour éviter que le bouchon tourne avec la vis d'alimentation 52 et pour

fendre longitudinalement l'extrudat tubulaire qui sort de l'ex-

trudeuse 50.

Bien que cela ne soit pas représenté, l'appareil de calan-

drage ou de formage par laminage 10 est pourvu, de préférence, de moyens de détection de rebords appropriés, bien connus dans l'art, et reliés à des moyens de commande de vitesse du moteur N. Quand les moyens de détection déterminent que la largeur de la feuille est excessive, un signal est envoyé au moteur M pour augmenter la vitesse du rouleau 18 et créer un effet de

traction entre l'extrudeuse 40 et 50 et l'appareil de calan-

drage ou de formage par laminage 10. Naturellement, si la lar-

geur de la feuille est plus faible que désirée, les moyens de

détection envoient des signaux au moteur M pour réduire la vi-

tesse du rouleau 18.

Bien que divers modes de réalisation de l'invention aient été illustrés et décrits en détail, il est expressément

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précisé que l'invention n'est pas limitée à ceux-ci. Il va de

soi que diverses modifications peuvent être apportées à la for-

me et à la disposition des parties sans s'écarter de l'esprit

et du champ d'application de l'invention tels qu'ils sont com-

pris de l'homme de l'art.

Claims

RELVENDICATIONS

1.- Procédé de fabrication d'une feuille élastomérique,

caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à: uti-

liser une extrudeuse pour extruder un matériau élastomérique sous forme tubulaire; fendre longitudinalement le matériau élas- tomérique tubulaire à mesure qu'il sort de l'extrudeuse; ouvrir

le matériau élastomérique tubulaire fendu pour obtenir une for-

me plane; introduire le matériau élastomérique plan dans l'in-

terstice séparant une paire de rouleaux; calandrer le matériau

élastomérique plan au moyen de la paire de rouleaux en rédui-

sant le matériau à l'épaisseur désirée.

2.- 'rocédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la paroi annulaire du matériau élastomérique tubulaire est

rendue sensiblement égale à la largeur du matériau élastoméri-

que après calandrage.

3.- Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce

qu'on tire le matériau qui est introduit dans l'interstice en-

tre les rouleaux pour contrôler la largeur du matériau après calandrage.

4.- Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'on mesure l'épaisseur de la feuille calandrée et en ce qu'on règle l'interstice entre les rouleaux pendant le calandrage de manière à maintenir l'épaisseur de la feuille calandrée constante.

5.- Appareil de fabrication de feuilles élastomériques, pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend: des moyens d'extrusion (40) pour obtenir à leur extrémité de sortie un extrudat tubulaire de matériau élastomérique; des moyens (48) disposés à la sortie des moyens d'extrusion pour fendre longitudinalement l'extrudat tubulaire quand il sort des moyens d'extrusion; un appareil de calandrage (10) pourvu d'un châssis (11); un premier rouleau rotatif (16) monté dans une position fixe sur le châssis; un-second rouleau rotatif (18) monté sur le châssis de manière à pouvoir se rapprocher

et s'éloigner du premier rouleau; un moteur à fluide (13) des-

tiné à rapprocher et éloigner le second rouleau (18) du premier rouleau (16), en appliquant une force constante pour maintenir le second rouleau dans sa position de travail; des moyens (23) disposés entre le premier et le second rouleaux et serrés entre 9 z 2467683 eux pour limiter le mouvement du second rouleau en direction du premier rouleau et délimiter de ce fait l'interstice entre les rouleaux en amenant les rouleaux à être sollicités par la force constante appliquée par les moteurs; l'appareil de calandrage (10) étant espacé horizontalement de l'extrémité de sortie des moyens d'extrusion (40), alors que l'interstice qui sépare les

rouleaux (16, 18) est au moins aussi haut que le centre des mo-

yens d'extrusion.

6.- Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens (23) disposés entre les rouleaux sont réglables

quand les rouleaux sont soumis à une charge pour modifier l'in-

terstice entre les rouleaux.

7.- Appareil selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'un moteur à vitesse variable (M) est relié au moins à l'un

(18) des rouleaux qu'il entraîne en rotation.

8.- Appareil selon l'une des revendications 5 à 7, caracté-

risé en ce que les moyens d'extrusion (40) comportent: un orga-

ne tubulaire (41); une vis d'alimentation (42) tournant dans

l'organe tubulaire; une tête (45) montée à l'extrémité de l'or-

gane tubulaire et comprenant une paroi interne (.44); un bouchon

(45) relié à la tête (43) et disposé au moins en partie à l'in-

térieur de la paroi interne; le bouchon (4-5) comprenant à l'in-

térieur de la tête (43) une paroi externe concentrique (46) à la paroi interne (44) et espacée de celle-ci définissant ainsi une ouverture annulaire pour obt1enir leeztz9dat éloatom riQue sous forme tubulaire9 et lune lame (48) reliée é.a tte (40) et disposée en travers de louv r-'lé de sortie tubulaire j'squ'au bouchon (45) pour fendlre longi'udial elent lexta't tubulaire

qua.ad il sort par leouver'ture de sortie tubulaire.

9.- Appareil selon la revendication 8, caranbéris en ce que le bouchon (45) comprend une pa ctie ds supor dposée Gn travers de l'ouverture de sortie e-t eliée e la tte9. e ceu que la partie de supporb est esDacêe Sde loU etusre de s 2oe9U et en ce que la lame (43) est disposée entre l0ou:Verture de

sortie et la parti6 de suDport.

10.- Appareil selon la revendication 89 earactSéis En ne uae la vis dvai ente.tion f(-2) ccmrend fe Oamre Ferminale réduUcb-e; en ce qu,.le bouchon (4!53) eCnst9zitn-é- pa.r ba nmanmch n -mont'e sur cette parte termnale; et- epmé c e iL lame (48'-) es' ri reliée a ses e éstés à la t9te (-3) etJ)O u& co (45