WO1986007562A1 - Tete d'extrusion a filiere rotative et procede de lubrification de cette tete - Google Patents

Tete d'extrusion a filiere rotative et procede de lubrification de cette tete Download PDF

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WO1986007562A1
WO1986007562A1 PCT/CH1986/000088 CH8600088W WO8607562A1 WO 1986007562 A1 WO1986007562 A1 WO 1986007562A1 CH 8600088 W CH8600088 W CH 8600088W WO 8607562 A1 WO8607562 A1 WO 8607562A1
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die
intermediate sleeve
cartridge
sleeve
synthetic material
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PCT/CH1986/000088
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Peter Bloch
Robert Aste
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Swisscab E.A. Schoen S.A.
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    • B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/30—Extrusion nozzles or dies
    • B29C48/32—Extrusion nozzles or dies with annular openings, e.g. for forming tubular articles
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    • B29C48/06—Rod-shaped

Definitions

  • the present invention relates to an extrusion head for the manufacture of a helical element made of synthetic material, comprising a rotary die provided with an axial orifice whose shape corresponds to the transverse profile of the element to be manufactured, an aligned punch with the die, a rotary intermediate sleeve, which is coupled to a rotary drive device and inside which the die and the punch are fixed in a centered manner, this sleeve being provided with conduits for passage of the synthetic material and a dispensing cartridge mounted in a stationary manner and provided with an axial bore, in which the intermediate sleeve is housed, and with distribution conduits for distributing the synthetic material around the periphery of this sleeve.
  • the invention also relates to an extrusion head for the manufacture of an element of synthetic material of a first color having at least one helical strip of synthetic material of a second color
  • this head comprising a rotary die provided with an axial orifice, the shape of which corresponds to the transverse profile of the element and at least one transverse conduit for supplying the material of the second color, a punch aligned with the die, a rotary intermediate sleeve, which is coupled to a rotary drive device and inside which the die and the punch are fixed in a centered manner, this sleeve being provided with plastic passage conduits and a dispensing cartridge stationary mounted and provided with an axial bore, in which the intermediate bush is housed, and distribution ducts for distributing the synthetic material e on the periphery of this socket.
  • the invention also relates to a method of lubricating an extrusion head with a rotary die.
  • Rotary die extrusion heads are used to produce elements whose external surface has a helical shape, in particular sheaths formed on the central conductor of a coaxial cable and provided with a helical cheek serving to center this conductor with respect to the external conductor, or cylindrical oncs with helical grooves serving as support for optical fibers, in an optical cable.
  • the extrusion heads with a rotary die which are currently known have several problems which can only be solved by complicated and costly means.
  • patent CH-A-258 .22 provides a rotary wire guide on which the die is screwed and which contains distribution conduits synthetic materials from two annular grooves formed on its peripheral surface.
  • the thread guide rotates in an axial bore of a fixed dispensing cartridge.
  • Patent US-A-2,779,910 also proposes a head for the extrusion of a two-color element having helical bands.
  • the construction described in this document is of the type indicated in the preamble.
  • the sliding and bearing surface of the rotary intermediate sleeve against the fixed dispensing cartridge is conical, the sleeve being pushed axially against the cartridge by means of a spring which bears against the mechanism for driving the rotation of the sleeve .
  • this construction is. unfavorable from the standpoint of 1 »sealing along the sliding surface as the pressure of the material at this conical surface must be balanced by the spring thrust.
  • this pressure can be very high (up to 700 bars and more) and it can vary appreciably during a given manufacture.
  • the object of the present invention is to provide an extrusion head with a rotary die which is of simple construction and takes up little space and which makes it possible to remedy to a substantial extent the abovementioned drawbacks, and in particular to avoid using it. tion of ball or roller bearings, while providing appropriate lubrication of rotating parts.
  • the invention relates to an extrusion head of the first type mentioned in the preamble, characterized in that the intermediate sleeve has a cylindrical outer surface arranged to turn by sliding inside the axial bore cylindrical of the dispensing cartridge, a peripheral shoulder arranged to be applied against one end of this cartridge, and a clamping nut to exert an adjustable thrust against the other end of said cartridge.
  • the intermediate sleeve comprises, opposite the conduits for dispensing the cartridge, a peripheral groove which communicates with the interior of the sleeve by conduits for passage of the synthetic material.
  • These passage conduits are separated from each other by spacers, the faces of which face the punch form, in transverse profile, acute angles with the peripheral surface of the punch, and the punch comprises a peripheral groove opposite said passage conduits.
  • the device for driving in rotation is disposed opposite the rear end of the intermediate sleeve, that is to say on the side opposite to the outlet of the extruded product, and comprises radial pins which are engaged in notches formed in the rear end of said socket.
  • the die is preferably slidably mounted in the intermediate sleeve, in an axial position which is adjustable by means of a stop nut screwed onto the intermediate sleeve.
  • This die may include a cylindrical outer surface, and a rotation drive pin which is engaged in a corresponding longitudinal groove of the intermediate sleeve.
  • the punch has a cylindrical outer surface for centering in the intermediate sleeve, and a circular abutment shoulder, a rear locking nut being mounted in the intermediate sleeve in the extension of the end of the punch which is opposite the die, so as to block the punch axially and in rotation by clamping this espau ⁇ LEMENT.
  • the result of the forces exerted on the intermediate sleeve does not have any component.
  • important axial or radial which avoids both the use of ball or roller bearings as the need for an axial stop undergoing a significant thrust.
  • the sleeve can simply rotate by sliding inside the central bore of the cartridge.
  • the present invention also relates to a head extrusion of the second type mentioned in the preamble characterized in that the intermediate sleeve has an external cylindrical surface that is arranged to rotate while sliding inside the cylindrical axial bore of the dispensing cartridge, a peripheral shoulder arranged to apply against one end of this cartridge, and a clamping nut to exert an adjustable thrust against the other end of said cartridge.
  • the present invention therefore also relates to a method of lubricating an extrusion head with a rotary die for the extrusion of elements made of thermoplastic synthetic material, said die being fixed in a rotary intermediate sleeve having an external surface of revolution to rotate by sliding in an axial bore of a dispensing cartridge stationarily mounted in the extrusion head, said cartridge being provided with dispensing conduits for distributing the synthetic material under pressure around the circumference of the rotating bushing in a central part of said surface of revolution and to thereby supply the die by means of conduits formed through the rotary bushing, characterized in that a leakage rate of the thermoplastic material is admitted along said surface of revolution used to lubricate this surface, and in that we regulate this leak rate by a se axial rage of two annular elements mounted on the rotary intermediate sleeve and applying by sliding against the respective extremi ⁇ tes of the dispensing cartridge, the leakage rate escaping between said annular elements and the ends of the cartridge.
  • said surface of revolution is produced in a cylindrical shape, one end of which has an external shoulder which is applied against one end of the dispensing cartridge, under the effect of the tightening of a nut screwed onto the rotary intermediate sleeve and pressing against the other end of said cartridge, and the leakage rate is adjusted by rotation of the nut on the sleeve.
  • FIG. 1 is a perspective view of a section of an onc with helical grooves for optical fibers, produced by means of an extrusion head with a rotary die,
  • FIG. 2 is a partial view in axial section of an extrusion head with a rotary die according to the invention.
  • Figure 3 is a cross-sectional view along line III-III of FIG. 2.
  • the element to be manufactured in the example described below is a groove rod 1 for optical fibers comprising a central traction element constituted by a small metal cable 2, and a sheath 3 made of material.
  • synthetic thermoplastic which is extruded on the cable 2 and which has a generally cylindrical shape.
  • a series of helical grooves>. is formed on the outer surface of the sheath 3, at the time of its extrusion.
  • These grooves are intended to each receive one or more optical fibers and they may have a profile of any shape, suitable for their function.
  • Onc grooves of this type are commonly manufactured by means of known extrusion heads with a rotary die.
  • the extrusion head comprises a metal body 10 of known design, of the type used in extrusion heads with non-rotating die.
  • the body 10 is provided with a supply conduit 11 of the heated synthetic material, delivered under pressure by an extruder, and a heating device which is constituted here in a known manner by electric heating bodies applied against the faces. outside the body 10.
  • the supply conduit 11 opens laterally into a conical bore 13 in which is fixed a distribution cartridge 11 provided with a cylindrical axial bore 15.
  • This cartridge is provided with two distribution conduits 16 in two symmetrically extending lobes on either side of the cartridge from the supply conduit 11 and which pass through the cartridge to open into its axial bore by slots 17 each extending over 180 e over the entire periphery of the bore 15.
  • a finger 18 mounted in the body 10 and engaged in an axial groove 18a of the cartridge 14 prevents any rotation of this cartridge, which is held axially by a nut 19.
  • the intermediate sleeve 20 is rotated by a driving device 2-1 coupled to the rear part of the sleeve, that is to say its right part in FIG. 2.
  • the coupling mechanism comprises four longitudinal notches 22, arranged symmetrically in the rear end of the bush 20, and four radial pins 23 fixed on the drive device 21 and engaged respectively in the notches 22. It is easy to disengage the pins 23 from the notches 22 by an axial recoil of the operative device 21.
  • the intermediate sleeve 20 has on its rear part a circular peripheral shoulder 2. arranged to abut against the rear end of the cartridge 1-4, and a clamping nut 25 which, when tightened, is applied against the other end of the cartridge 14.
  • a lock nut 26 is designed to lock the nut 25. In this way, the axial clamping force of the cartridge 14 can be adjusted on the intermediate sleeve 20.
  • the intermediate sleeve 20 is provided with an axial bore of generally cylindrical shape, inside which are mounted in alignment with one another a die 30 and a cable guide 31 which are both rotary with the sleeve 20.
  • the axial bore of the sleeve 20 ensures a fixed centering of the die and the cable guide.
  • the die 30 consists of two elements fixed together, namely an outer body 30a of stainless steel and a ring 30b having a high resistance to wear, for example made of a metal carbide.
  • the die 30 has an inner surface whose shape is known and includes a conical part on the body 30a and an orifice axia.l 31 in the ring 30b.
  • the orifice 31 is provided with a series of helical ribs intended to shape the grooves 4 of the element 1 manufactured.
  • the die 30 is provided with a radial pin 32 which is engaged in a longitudinal groove 33 of the sleeve.
  • the die is held axially by pressing against a stop nut 34, screwed onto the front end of the socket 20. This nut transmits to the socket the axial thrust resulting from the pressure of the synthetic material on the die 30. It also allows to adjust the axial position of the die, to optimize the flow of the synthetic material.
  • the cable guide 31 has a generally tubular shape, with an axial conduit 36 for the passage of the cable 2.
  • this conduit contains a ring 38 for supporting the cable, made of a material having a high resistance to wear.
  • the part 37 of the cable guide has a generally conical shape and it serves as a punch inside the conical recess of the die 30.
  • the cable guide 31 is provided with a peri ⁇ spherical 40 which abuts against a corresponding shoulder of the intermediate socket 20.
  • a rear locking nut 41 is screwed into the socket 20 to block the cable guide in the socket by pressing these two shoulders.
  • the nut 41 is axially eyed and it also contains a cable support ring 42.
  • the intermediate sleeve 20 is provided with a peripheral groove 44 and four passage conduits 45 arranged symmetrically in a radial plane and separated by spacers 46.
  • the cable guide 31 also includes a peripheral groove 47, from which the synthetic material can flow around the punch 3Î to the die. It has been found that, to ensure optimal and smooth flow of the synthetic material through the passage conduits 45, it is advantageous to give the spacers 46 a bevel profile, according to the cross-sectional view of FIG. 3, so that their faces form, with the peripheral surface of the punch, acute angles A which may preferably be between 10 "and 45".
  • the cable 2 runs along the axis of rotation 50 through the drive device 21, the cable guide 31 and the die 30, at a speed which corresponds to the speed d extrusion of the synthetic material in the die.
  • the synthetic material delivered under pressure by the extruder is distributed all around the punch 37 by the conduits described above and it flows through the axial orifice 31 of the rotary die, which shapes it helically.
  • the heat delivered by the heating bodies 12 is distributed by conduction throughout the head, which keeps the synthetic material at an appropriate temperature up to the die.
  • the problem of sealing between the fixed parts and the rotating parts is simply to prevent too great a leakage of synthetic material along the mutual contact surfaces of the dispensing cartridge 14 and the intermediate sleeve 20.
  • This leakage rate is adjusted by adjusting the clamping of the intermediate sleeve 20 on the cartridge 14 by means of the clamping nut 25, so that the synthetic material, maintained at high temperature by heating, oozes slowly at both ends of the cartridge 14.
  • the nut 25 is blocked by its lock nut 26.
  • the leak rate can be very low, limited to a few grams per hour.
  • the extrusion head described above has a very simple construction and safe operation. Most parts are similar to those of fixed die heads.
  • the intermediate sleeve essentially has cylindrical surfaces which are easy to machine.
  • the disassembly of the head for cleaning or for an exchange of the die and the cable guide does not present any difficulties. As there are no ball or roller bearings, the transmission of heat is easily carried out by conduction and it is therefore not necessary to provide heating members near the die. In addition, this prevents any fouling of the bearings.
  • the present invention is not limited to the embodiment described above by way of example, but it extends to any modification or variation obvious to those skilled in the art.
  • it allows the production of extrusion heads with a rotary die arranged to produce all kinds of plastic elements having a helical profile on their outer surface or on an inner surface by means of a punch which extends to through the axial ori ⁇ fice of the die and which itself has ribs.
  • the pitch of the propeller can be adjusted by adjusting the speed of rotation relative to the axial speed of the extrusion.
  • Such rods allow compensation of the tensions in the fibers when they are laid on the rod.
  • the present invention is also applicable in an extrusion head of a two-color element such as an insulating sheath for an electrical conductor having one or more strips of synthetic material of a second color on a material of first color.
  • extrusion head is supplemented by a second feed from an auxiliary extruder, in the manner known in particular by the 'EP-A-0078213 mentioned above.
  • the rotary die used then comprises an additional conduit 51 shown diagrammatically in broken lines in FIG. 2, this conduit being supplied through the distribution cartridge 14 and the intermediate sleeve 20 by distribution conduits similar to the conduits 16, 17, 44 and 45 used for the first color.

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  • Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

Tête d'extrusion à filière rotative qui ne comporte pas de paliers à billes ou à rouleaux. Une filière (30) et un poinçon constitué par un guide-câble (31) sont fixés dans un alésage axial cylindrique d'une douille intermédiaire rotative (20), entraînée par un mécanisme d'entraînement (21). La douille (20) présente une surface extérieure sensiblement cylindrique qui tourne en glissant dans l'alésage axial d'une cartouche de distribution (14). Les surfaces de glissement sont lubrifiées par la matière synthétique chaude. Un écrou de serrage (25) maintient axialement la douille intermédiaire (20) et permet de régler le débit de fuite de la matière synthétique. Une telle tête d'extrusion est utilisable pour la fabrication d'éléments hélicoïdaux en matière synthétique, notamment de joncs hélicoïdaux pour fibres optiques.

Description

TETE D'EXTRUSION A FILIERE ROTATIVE ET PROCEDE DE LUBRIFICATION DE CETTE TETE
La présente invention concerne une tête d'extrusion pour la fabrica¬ tion d'un élément hélicoïdal en matière synthétique, comportant une filière rotative pourvue d'un orifice axial dont la forme correspond au profil transversal de l'élément à fabriquer, un poinçon aligné avec la filière, une douille intermédiaire rotative, qui est couplée à un dispositif d'entraînement en rotation et à l'intérieur de laquelle la filière et le poinçon sont fixés de manière centrée, cette douille étant pourvue de conduits de passage de la matière synthétique et une cartouche de distribution montée d'une manière stationnaire et pourvue d'un alésage axial, dans lequel est logée la douille intermédiaire, et de conduits de distribution pour répartir la matière synthétique sur le pourtour de cette douille.
Selon un autre aspect, l'invention concerne aussi une tête d'extrusion pour la fabrication d'un élément en matière synthétique d'une première couleur présentant au moins une bande hélicoïdale en matière synthéti¬ que d'une seconde couleur, cette tête comportant une filière rotative pourvue d'un orifice axial, dont la forme correspond au profil trans¬ versal de l'élément et d'au moins un conduit transversal d'amenée de la matière de la seconde couleur, un poinçon aligné avec la filière, une douille intermédiaire rotative, qui est couplée à un dispositif d'entraînement en rotation et a l'intérieur de laquelle la filière et le poinçon sont fixés de manière centrée, cette douille étant pourvue de conduits de passage de la matière synthétique et une cartouche de distribution montée de manière stationnaire et pourvue d'un alésage axial, dans lequel est logée la douille intermédiaire, et de conduits de distribution pour répartir la matière synthétique sur le pourtour de cette douille.
L'invention concerne également un procédé de lubrification d'une tête d'extrusion à filière rotative.
On utilise des têtes d'extrusion à filière rotative pour produire des éléments dont la surface extérieure présente une forme hélicoïdale, notamment des gaines formées sur le conducteur central d'un cable coaxial et pourvues d'une joue hélicoïdale servant au centrage de ce conducteur par rapport au conducteur extérieur, ou des oncs cylindri¬ ques à rainures hélicoïdales servant de support à des fibres optiques, dans un câble optique. Les têtes d'extrusion à filière rotative qui sont connues actuellement présentent plusieurs problèmes qui ne peu¬ vent être résolus que par des moyens compliqués et coûteux. Comme la matière synthétique fournie sous pression par l'extrudeuse parvient à la filière par un conduit conique délimité d'un côté par un poinçon fixe, et de l'autre par la filière rotative, la filière subit une poussée axiale très importante, qui doit être reprise par un palier de butée à billes ou à rouleaux, lequel est coûteux et encombrant. La demande de brevet européen publiée sous le No. 0 078 213 illustre un exemple d'une telle disposition.
D'autre part, il est difficile d'obtenir une étanchéité convenable entre la filière rotative et son support fixe dans la tête d'extru¬ sion, de manière à éviter que des fuites de matières synthétiques encrassent le ou les paliers à billes. En général, il est nécessaire de prévoir des oints à labyrinthe, qui sont coûteux et délicats.
Enfin, la présence de ces Joints et des paliers à billes ou à rouleaux rend plus difficile le chauffage de la filière, en particulier la transmission de chaleur par conduction.
Pour le revêtement d'un fil au moyen de deux matières isolantes de différentes couleurs formant des bandes hélicoïdales, le brevet CH-A- 258 .22 prévoit un guide-fil rotatif sur lequel est vissée la filière et qui renferme des conduits de distribution des matières synthétiques à partir de deux gorges annulaires ménagées sur sa surface périphérique. Le guide-fil tourne dans un alésage axial d'une cartouche de distribution qui est fixe. Ce système ne permet absolument pas un centrage précis de la filière par rapport au guide- fil. En outre, la construction du guide-fil, avec les conduits de distribution et les organes d'entraînement qu'il comporte est extrêmement compliquée et délicate. Enfin, rien n'est prévu pour résoudre les problèmes d'étanchéité entre le poinçon et la cartouche de distribution.
Le brevet US-A-2'779'9Î0 propose aussi une tête pour l'extrusion d'un élément bicolore ayant des bandes hélicoïdales. La construction dé¬ crite dans ce document est du type indiqué en préambule. La surface de glissement et d'appui de la douille intermédiaire rotative contre la cartouche fixe de distribution est conique, la douille étant poussée axialement contre la cartouche au moyen d'un ressort qui prend appui contre le mécanisme d'entraînement en rotation de la douille. En plus des efforts axiaux exercés sur le corps de la tête et sur le mécanisme d'entraînement à cause de la poussée du ressort,- cette construction est. défavorable au point de vue de 1»étanchéité le long de la surface de glissement car la pression de la matière au niveau de cette surface conique doit être équilibrée par la poussée du ressort. Or cette pression peut être très élevée (jusqu'à 700 bars et plus) et elle peut varier sensiblement au cours d'une fabrication donnée.
Par conséquent, la présente invention a pour but de fournir une tête d'extrusion à filière rotative qui soit de construction simple et peu encombrante et qui permette de remédier dans une mesure substantielle aux inconvénients susmentionnés, et en particulier d'éviter l'utilisa¬ tion de paliers à billes ou à rouleaux, tout en permettant d'obtenir une lubrification appropriée des pièces rotatives.
Dans ce but, l'invention concerne une tête d'extrusion du premier type mentionné en préambule, caractérisée en ce que la douille intermé¬ diaire comporte une surface extérieure cylindrique agencée pour tour¬ ner en glissant à l'intérieur de l'alésage axial cylindrique de la cartouche de distribution , un épaulement périphérique agencé pour s'appliquer contre une extrémité de cette cartouche, et un écrou de serrage pour exercer une poussée réglable contre l'autre extrémité de ladite cartouche.
De préférence, la douille intermédiaire comporte, en regard des con¬ duits de distribution de la cartouche, une gorge périphérique qui communique avec l'intérieur de la douille par des conduits de passage de la matière synthétique. Ces conduits de passage sont séparés les uns des autres par des entretoises dont les faces situées en regard du poinçon forment, en profil transversal, des angles aigus avec la surface périphérique du poinçon, et le poinçon comporte une gorge périphérique en regard desdits conduits de passage.
Selon une forme de réalisation avantageuse, le dispositif d'entraîne¬ ment en rotation est disposé en regard de l'extrémité arrière de la douille intermédiaire, c'est-à-dire du côté opposé à la sortie du produit extrudé, et comporte des goupilles radiales qui sont engagées dans des encoches ménagées dans l'extrémité arrière de ladite douille.
La filière est montée de préférence de manière coulissante dans la douille intermédiaire, dans une position axiale qui est- réglable au moyen d'un écrou de butée vissé sur la douille intermédiaire. Cette filière peut comporter une surface extérieure cylindrique, et une goupille d'entraînement en rotation qui est engagée dans une rainure longitudinale correspondante de la douille intermédiaire.
Selon une forme de réalisation particulière, le poinçon comporte une surface extérieure cylindrique de centrage dans la douille intermé¬ diaire, et un épaulement circulaire de butée, un écrou de blocage arrière étant monté dans la douille intermédiaire dans le prolongement de l'extrémité du poinçon qui est opposée à la filière, de manière à bloquer le poinçon axialement et en rotation par serrage de cet épau¬ lement.
Grâce à l'utilisation d'une douille intermédiaire comportant une sur¬ face périphérique essentiellement cylindrique et à la répartition de la matière synthétique sous pression tout autour de cette douille, la résultante des forces s'exerçant sur la douille intermédiaire ne présente pas de composante axiale ou radiale importante, ce qui permet d'éviter aussi bien l'utilisation de paliers à billes ou à rouleaux que la nécessité d'une butée axiale subissant une poussée importante. Ainsi, la douille peut simplement tourner en glissant à l'intérieur de l'alésage central de la cartouche.
Selon un autre aspect , la présente invention concerne aussi une tête d'extrusion du deuxième type mentionné en préambule caractérisée en ce que la douille intermédiaire comporte une surface extérieure cylindri¬ que agencée pour tourner en glissant à l'intérieur de l'alésage axial cylindrique de la cartouche de distribution, un épaulement périphéri¬ que agencé pour s'appliquer contre une extrémité de cette cartouche, et un écrou de serrage pour exercer une poussée réglable contre l'au¬ tre extrémité de ladite cartouche.
La présente invention a donc également pour objet un procédé de lubri¬ fication d'une tête d'extrusion à filière rotative pour l'extrusion d'éléments en matière synthétique thermoplastique, ladite filière étant fixée dans une douille intermédiaire rotative comportant une surface extérieure de révolution pour tourner en glissant dans un alésage axial d'une cartouche de distribution montée de manière sta¬ tionnaire dans la tête d'extrusion, ladite cartouche étant pourvue de conduits de distribution pour répartir la matière synthétique sous pression sur le pourtour de la douille rotative dans une partie cen¬ trale de ladite surface de révolution et pour alimenter ainsi la filière grâce à des conduits ménagés à travers la douille rotative, caractérisé en ce que l'on admet un débit de fuite de la matière thermoplastique le long de ladite surface de révolution utilisée pour lubrifier cette surface, et en ce que l'on règle ce débit de fuite par un serrage axial de deux éléments annulaires montés sur la douille intermédiaire rotative et s'appliquant en glissant contre les extrémi¬ tés respectives de la cartouche de distribution, le débit de fuite s'échappant entre lesdits éléments annulaires et les extrémités de la cartouche.
Selon une forme de réalisation préférée, l'on réalise ladite surface de révolution suivant une forme cylindrique dont une extrémité comporte un épaulement extérieur s'appliquant contre une extrémité de la cartouche de distribution, sous l'effet du serrage d'un écrou vissé sur la douille intermédiaire rotative et s'appliquant contre l'autre extrémité de ladite cartouche, et l'on règle le débit de fuite par rotation de l'écrou sur la douille.
L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description d'un exem- pie de réalisation préférée, donné ci-dessous en référence au dessin annexé, dans lequel :
La figure l est une vue en perspective d'un tronçon d'un onc à rainures hélicoïdales pour fibres optiques, fabriqué au moyen d'une tête d'extrusion à filière rotative,
La figure 2 est une vue partielle en coupe axiale d'une tête d'extru¬ sion à filière rotative selon l'invention, et
La figure 3 est une vue en coupe transversale suivant la ligne III-III de la fig. 2.
En référence à la figure 1, l'élément à fabriquer dans l'exemple décrit ci-dessous est un Jonc rainure 1 pour fibres optiques compre¬ nant un élément central de traction constitué par un petit câble métallique 2, et une gaine 3 en matière synthétique thermoplastique qui est extrudée sur le câble 2 et qui présente une forme générale cylindrique. Une série de rainures hélicoïdales >. est formée sur la surface extérieure de la gaine 3, au moment de son extrusion. Ces rainures sont destinées à recevoir chacune une ou plusieurs fibres optiques et elles peuvent présenter un profil de forme quelconque, appropriée à leur fonction. Les oncs rainures de ce type sont fabri¬ qués couramment au moyen des têtes d'extrusion connues à filière rotative.
En référence aux figures 2 et 3, la tête d'extrusion selon l'invention comporte un corps métallique 10 de conception connue, du type utilisé dans les têtes d'extrusion à filière non rotative. Le corps 10 est pourvu d'un conduit d'amenée 11 de la matière synthétique chauffée, délivrée sous pression par une extrudeuse, et un dispositif de chauf¬ fage qui est constitué ici de manière connue par des corps de chauffe électriques appliqués contre les faces extérieures du corps 10. Le conduit d'amenée 11 débouche latéralement dans un alésage conique 13 dans lequel est fixée une cartouche de distribution 11 pourvue d'un alésage axial cylindrique 15. Cette cartouche est munie de deux con¬ duits de distribution 16 en deux lobes qui s'étendent symétriquement de part et d'autre de la cartouche à partir du conduit d'amenée 11 et qui traversent la cartouche pour déboucher dans son alésage axial par des fentes 17 s'étendant chacune sur 180e sur tout le pourtour de l'alésage 15. Un doigt 18 monté dans le corps 10 et engagé dans une rainure axiale 18a de la cartouche 14 empêche toute rotation de cette cartouche, qui est retenue axialement par un écrou 19.
Une douille intermédiaire tubulaire 20, présentant sur une grande partie de sa longueur une surface extérieure cylindrique, est insérée dans l'alésage axial 15 de la cartouche de distribution 14. Son dia¬ mètre extérieur est inférieur de quelques centièmes de millimètres à celui de l'alésage 15, de sorte qu'elle peut tourner en glissant dans cet alésage. A cet effet, la douille intermédiaire 20 est entraînée en rotation par un dispositif d'entraînement 2-1 accouplé à la partie arrière de la douille, c'est-à-dire sa partie de droite sur la fig. 2. Afin de permettre un Jeu axial, radial ou angulaire, le mécanisme d'accouplement comprend quatre encoches longitudinales 22, disposées symétriquement dans l'extrémité arrière de la douille 20, et quatre goupilles radiales 23 fixées sur le dispositif d'entraînement 21 et engagées respectivement dans les encoches 22. On peut facilement dégager les goupilles 23 des encoches 22 par un recul axial du dispo¬ sitif 21.
Pour être positionnée axialement par rapport à la cartouche 1-4, la douille intermédiaire 20 comporte sur sa partie arrière un épaulement périphérique circulaire 2 . agencé pour buter contre l'extrémité ar¬ rière de la cartouche 1-4, et un écrou de serrage 25 qui, lorsqu'on le serre, s'applique contre l'autre extrémité de la cartouche 14. Un contre-écrou 26 est prévu pour bloquer l'écrou 25. De cette manière, on peut ajuster la force de serrage axial de la cartouche 14 sur la douille intermédiaire 20.
La douille intermédiaire 20 est pourvue d'un alésage axial de forme générale cylindrique, à l'intérieur duquel sont montés dans l'aligne¬ ment l'un de l'autre une filière 30 et un guide-câble 31 qui sont tous deux rotatifs avec la douille 20. L'alésage axial de la douille 20 assure un centrage fixe de la filière et du guide-câble. Dans le cas présent, la filière 30 est constituée de deux éléments fixés ensemble, à savoir un corps extérieur 30a en acier inoxydable et une bague 30b présentant une grande résistance à l'usure, par exemple réalisée en un carbure métallique. La filière 30 présente une surface intérieure dont la forme est connue et comprend une partie conique sur le corps 30a et un orifice axia.l 31 dans la bague 30b. L'orifice 31 est pourvu d'une série de nervures hélicoïdales destinées à façonner les rainures 4 de l'élément 1 fabriqué. Pour être entraînée en rotation avec la douille intermédiaire 20, la filière 30 est munie d'une goupille radiale 32 qui est engagée dans une rainure longitudinale 33 de la douille. La filière est maintenue axialement par appui contre un écrou de butée 34, vissé sur l'extrémité avant de la douille 20. Cet écrou transmet à la douille la poussée axiale résultant de la pression de la matière synthétique sur la filière 30. Il permet également d'ajuster la posi¬ tion axiale de la filière, pour optimiser l'écoulement de la matière synthétique.
Le guide-câble 31 a une forme générale tubulaire, avec un conduit axial 36 pour le passage du câble 2. Dans la partie avant 37 du guide- câble, ce conduit renferme une bague 38 de support du câble, réalisée en un matériau présentant une grande résistance à l'usure. La partie 37 du guide-câble a une forme générale conique et elle sert de poin¬ çon à l'intérieur de l'évidement conique de la filière 30. A son extrémité arrière, le guide-câble 31 est pourvu d'un épaulement péri¬ phérique 40 qui bute contre un épaulement correspondant de la douille intermédiaire 20. Un écrou de blocage arrière 41 est vissé dans la douille 20 pour bloquer le guide-câble dans la douille par appui de ces deux épaulements. L'écrou 41 est éyidé axialement et il renferme aussi une bague 42 de support du câble.
Pour livrer passage à la matière synthétique sortant des fentes 17 des conduits de distribution, la douille intermédiaire 20 est pourvue d'une gorge périphérique 44 et de quatre conduits de passage 45 dispo¬ sés symétriquement dans un plan radial et séparés par des entretoises 46. En face de ces conduits, le guide-câble 31 comporte également une gorge périphérique 47, d'où la matière synthétique peut s'écouler autour du poinçon 3Î jusqu'à la filière. On a constaté que, pour assurer un écoulement optimal et sans à-coups de la matière synthétique à travers les conduits de passage 45, il est avantageux de donner aux entretoises 46 un profil en biseau, selon la vue en coupe transversale de la fig. 3, de manière que leurs faces forment , avec la surface périphérique du poinçon, des angles aigus A qui peuvent être compris de préférence entre 10" et 45" .
Au cours de l'extrusion, le câble 2 défile le long de l'axe de rota¬ tion 50 à travers le dispositif d'entraînement 21, le guide-câble 31 et la filière 30, à une vitesse qui correspond à la vitesse d'extru¬ sion de la matière synthétique dans la filière. La matière synthétique délivrée sous pression par l'extrudeuse est répartie tout autour du poinçon 37 par les conduits décrits ci-dessus et elle s'écoule à travers l'orifice axial 31 de la filière rotative, qui la façonne de manière hélicoïdale. Comme tous les éléments de la tête d'extrusion sont métalliques, la chaleur délivrée par les corps de chauffe 12 se répartit par conduction dans toute la tête, ce qui maintient la ma¬ tière synthétique à une température appropriée jusqu'à la filière.
Le problème de 1'étanchéité entre les parties fixes et les parties en rotation consiste simplement à empêcher une fuite trop importante de matière synthétique le long des surfaces de contact mutuelles de la cartouche de distribution 14 et de la douille intermédiaire 20. En fait, on admet l'existence d'un petit débit de fuite de matière syn¬ thétique le long de ces surfaces en glissement, ce qui assure de manière avantageuse leur lubrification. On règle ce débit de fuite en ajustant le serrage de la douille intermédiaire 20 sur la cartouche 14 au moyen de l'écrou de serrage 25, de telle manière que la matière synthétique, maintenue à température élevée par le chauffage, suinte lentement aux deux extrémités de la cartouche 14. On bloque ensuite 1*écrou 25 par son contre-écrou 26. En fait, le débit de fuite peut être très faible, limité à quelques grammes par heure.
On remarque que, du fait que la filière 30 et le guide-câble 31 sont fixés tous deux à l'intérieur de la douille 20, les poussées axiales exercées sur eux par la matière synthétique sont absorbées par la douille 20 par l'intermédiaire des écrous 34 et 41 et qu'il n'y a donc pas de résultante axiale notable sur les surfaces extérieures de glissement de la douille.
On remarque que la tête d'extrusion décrite ci-dessus présente une construction très simple et un fonctionnement sûr. La plupart des pièces sont semblables à celles des têtes à filière fixe. La douille intermédiaire présente essentiellement des surfaces cylindriques, faciles à usiner. En outre, le démontage de la tête pour son nettoyage ou pour un échange de la filière et du guide-câble ne présente pas de difficultés. Comme il n'y a pas de paliers à billes ou à rouleaux, la transmission de la chaleur s'effectue facilement par conduction et il n'est donc pas nécessaire de prévoir des organes de chauffage à proxi¬ mité de la filière. En outre, on évite ainsi tout encrassement des paliers.
La présente invention n'est pas limitée à la forme de réalisation décrite ci-dessus à titre d'exemple, mais elle s'étend à toute modifi¬ cation ou variante évidente pour l'homme de l'art. En particulier, elle permet la réalisation de têtes d'extrusion à filière rotative agencées pour produire toute sorte d'éléments en matière synthétique présentant un profil hélicoïdal sur leur surface extérieure ou sur une surface intérieure au moyen d'un poinçon qui s'étend à travers l'ori¬ fice axial de la filière et qui comporte lui-même des nervures. Bien entendu, le pas de l'hélice peut être réglé en ajustant la vitesse de rotation par rapport à la vitesse axiale de l'extrusion. En utilisant une filière pourvue de nervures droites et courtes et en changeant alternativement le sens de rotation par le dispositif d'entraînement 21, on peut fabriquer un onc pour fibres optiques qui est analogue à celui de la fig. 1, mais présente un pas hélicoïdal alternatif dont le sens change régulièrement, par exemple après 270* de rotation dans chaque sens. De tels joncs permettent une compensation des tensions dans les fibres au moment de leur pose sur le jonc.
La présente invention est aussi applicable dans une tête d'extrusion d'un élément bicolore tel qu'une gaine isolante pour conducteur élec¬ trique pésentant une ou plusieurs bandes de matière synthétique d'une seconde couleur sur une matière de première couleur. Dans ce cas, la tête d'extrusion est complétée par une seconde alimentation provenant d'une extrudeuse auxiliaire, de la manière connue notamment par le'EP- A-0078213 mentionné plus haut. La filière rotative utilisée comporte alors un conduit supplémentaire 51 représenté schématiquement en traits interrrompus sur la fig. 2, ce conduit étant alimenté à travers la cartouche de distribution 14 et la douille intermédiaire 20 par des conduits de distribution similaires aux conduits 16, 17, 44 et 45 utilisés pour la première couleur.

Claims

Revendications
1. Tête d'extrusion pour la fabrication d'un élément hélicoïdal en matière synthétique, comportant une filière rotative pourvue d'un orifice axial dont la forme correspond au profil transversal de l'élé-- ment à fabriquer, un poinçon aligné avec la filière, une douille intermédiaire rotative, qui est couplée à un dispositif d'entraînement en rotation et à l'intérieur de laquelle la filière et le poinçon sont fixés de manière centrée, cette douille étant pourvue de conduits de passage de la matière synthétique, et une cartouche de distribution montée de manière stationnaire et pourvue d'un alésage axial, dans lequel est logé la douille intermédiaire, et de conduits de distribu¬ tion pour répartir la matière synthétique sur le pourtour de cette douille, caractérisée en ce que la douille intermédiaire (20) comporte une surface extérieure cylindrique agencée pour tourner en glissant à l'intérieur de l'alésage axial cylindrique de la cartouche de distri¬ bution (14), un épaulement périphérique (24) agencé pour s'appliquer contre une extrémité de cette cartouche, et un écrou de serrage (25) pour exercer une poussée réglable contre l'autre extrémité de ladite cartouche.
2. Tête d'extrusion selon la revendication 1, caractérisée en ce que les conduits de distribution de ladite cartouche comportent deux lobes symétriques (16, 17) s'étendant chacun sur 180' autour de la douille intermédiaire, en ce que cette douille intermédiaire (20) comporte, en regard des conduits de distribution (16, 17) de la cartouche, une gorge périphérique (44) qui communique avec l'intérieur de la douille par des conduits de passage de la matière synthétique (45), en ce que lesdits conduits de passage (45) sont séparés les uns des autres par des entretoises (46) dont les faces situées en regard du poinçon (31, 37) forment, en profil transversal, des angles aigus (A) avec la surface périphérique du poinçon, et en ce que le poinçon comporte une gorge périphérique (47) en regard desdits conduits de passage.
3. Tête d'extrusion selon la revendication 1, caractérisée en ce que le dispositif d'entraînement en rotation (21) est disposé en regard de l'extrémité arrière de la douille intermédiaire (20), c'est-à-dire du côté opposé à la sortie du produit extrudé, et comporte des goupilles radiales (23) qui sont engagées dans des encoches ( 22) ménagées dans l'extrémité arrière de ladite douille.
4. Tête d'extrusion selon la revendication 1, caractérisée en ce que la filière (30) est montée de manière coulissante dans la douille intermédiaire (20) , dans une position axiale qui est réglable au moyen d'un écrou de butée (34) vissé sur la douille intermédiaire.
5. Tête d'extrusion selon la revendication 4, caractérisée en ce que la filière (30) comporte une surface extérieure cylindrique, et une goupille (32) d'entraînement en rotation, qui est engagée dans une rainure longitudinale correspondante (33) de la douille intermédiaire.
6. Tête d'extrusion selon la revendication 1, caractérisée en ce que le poinçon (31 et 37) comporte une surface extérieure cylindrique de centrage dans la douille intermédiaire (20) et un épaulement circu¬ laire de butée (40) , coopérant avec un épaulement correspondant de la douille intermédiaire et en ce qu'un écrou de blocage arrière (41) est monté dans la douille intermédiaire, dans le prolongement de l'extré¬ mité du poinçon qui est opposée à la filière, de manière à bloquer le poinçon axialement et en rotation par serrage de cet épaulement.
7. Tête d'extrusion pour la fabrication d'un élément en matière syn¬ thétique d'une première couleur présentant au moins une bande héli¬ coïdale en matière synthétique d'une seconde couleur, cette tête comportant une filière rotative pourvue d'un orifice axial, dont la forme correspond au profil transversal de l'élément, et d'au moins un conduit transversal d'amenée de la matière de la seconde couleur, un poinçon aligné avec la filière, une douille intermédiaire rotative, qui est couplée à un dispositif d'entraînement en rotation et à l'in¬ térieur de laquelle la filière et le poinçon sont fixés de manière centrée, cette douille étant pourvue de conduits de passage de la matière synthétique, et une cartouche de distribution montée de ma¬ nière stationnaire et pourvue d'un alésage axial, dans lequel est logé la douille intermédiaire, et de conduits de distribution respectifs pour répartir la première et la seconde matière synthétique sur le pourtour de cette douille, caractérisée en ce que la douille intermé¬ diaire comporte une surface extérieure cylindrique agencée pour tour¬ ner en glissant à l'intérieur de l'alésage axial cylindrique de la cartouche de distribution, un épaulement périphérique agencé pour s'appliquer contre une extrémité de cette cartouche, et un écrou de serrage pour exercer une poussée réglable dans l'autre sens.
8. Procédé de lubrification d'une tête d'extrusion à filière rotative pour l'extrusion d'éléments en matière synthétique thermoplastique, ladite filière étant fixée dans une douille intermédiaire rotative comportant une surface extérieure de révolution pour tourner en glis¬ sant dans un alésage axial d'une cartouche de distribution montée de manière stationnaire dans la tête d'extrusion, ladite cartouche étant pourvue de conduits de distribution pour répartir la matière synthéti¬ que sous pression sur le pourtour de la douille rotative dans une partie centrale de ladite surface de révolution et pour alimenter ainsi la filière grâce à des conduits ménagés à travers la douille rotative, caractérisé en ce que l'on admet un débit de fuite de la matière thermoplastique le long de ladite surface de révolution ( 15) , pour lubrifier cette surface, et en ce que l'on règle ce débit de fuite par un serrage axial de deux éléments annulaires (24, 25) montés sur la douille intermédiaire rotative (20) et s'appliquant en glissant contre les extrémités respectives de la cartouche de distribution (14), le débit de fuite s'échappant entre lesdits éléments annulaires et les extrémités de la cartouche.
9. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'on réa¬ lise ladite surface de révolution suivant une forme cylindrique dont une extrémité comporte un épaulement extérieur (24) s'appliquant con¬ tre une extrémité de la cartouche de distribution, . sous l'effet du serrage d'un écrou (25) vissé sur la douille intermédiaire rotative et s'appliquant contre l'autre extrémité de ladite cartouche, et en ce que l'on règle le débit de fuite par rotation de l'écrou sur la douille.
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