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PROCEDE ET APPAREIL POUR L'EXTRUSION OU LE FILAGE DE MATIERES PLASTIQUES-
La présente invention concerne l'extrusion ou le filage de ma- tières plastiques sous la forme d'une bande ou d'un autre produit allongé coh- tinu et de section uniforme, et peut être appliquée avec un avantage particu- lier aux matières plastiques similaires au caoutchouc, telles que le chlorure de polyvinyle, quoique son application ne soit pas limitée à ces matières.
Lorsque la section transversale du produit filé se présente sous une forme compliquée ou irrégulière, ou lorsque les différentes parties de la section transversale varient largement dans leur forme ou présentent des détails finement dessinés, on trouve que les filières usuelles ne donnent pas un pro- duit uniforme parce qu'elles ont tendance à faire varier localement la sec- tion transversale au cours du filage. Ces variations constituent un inconvé- nient, notamment lorsqu'on désire obtenir des formes qui doivent s'épouser réciproquement, c'est-à-dire des sections qui doivent s'emboîter exactement les unes dans les autres, et surtout des sections présentant des rainures à côtés latéraux évidés dans lesquelles doivent s'ajuster des nervures correspondan- tes.
Un but de l'invention est donc de vaincre les difficultés précitées et d'obtenir un degré satisfaisant d'uniformité des produits filés,plus parti- culièrement pour les sections qui doivent s'épouser réciproquement. Un autre but est de créer un appareil perfectionné à cet effet. Un autre but est de créer un procédé perfectionné et un appareil pour la mise en oeuvre de ce pro- cédé, et pour le filage d'une bande flexible d'emboîtement pour des fermetures à curseur du type à agrafage.
L'invention consiste à commander l'écoulement de la matière plas- tique en direction d'une filière, en la faisant passer dans un ou plusieurs conduits d'une section progressivement et de préférence uniformément décrois- sante, et de forme variant d'une manière graduelle ou progressive. L'inven- tion consiste également à faire passer la matière plastique dans un conduit . de section progressivement décroissante à l'intérieur de l'orifice profilé d'une filière. Le conduit de section progressivement décroissante est de pré- férence formé dans la plaque de filière proprement dite.
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L'invention consiste, d'autre part, à faire passer la matière dans un conduit de section progressivement décroissante vers un orifice pro- filé de filière, de préférence vers un orifice allongé en forme de canal dans la direction de l'écoulement, la forme de la section du conduit restant constante, tandis que la section proprement dite diminue progressivement en direction de l'extrémité assurant le filage.
L'invention consiste également à diviser le courant de matière plastique et à le faire passer dans des conduits séparés vers des orifices de filière de forme similaire, pour l'obtention de sections de forme similaire ou de formes s'épousant réciproquement. Lesdits conduits ont eux-mêmes une section progressivement et de préférence uniformément décroissante, et de forme variant graduellement ou progressivement de la manière précédemment in- diquée.
L'invention consiste également en un appareil d'extrusion ou de filage comportant une filière présentant un ou plusieurs conduits aboutis- sant à un ou des orifices de filière, lesdits conduits ayant une section gra- duellement et de préférence uniformément décroissante, et une forme variant d'une manière progressive. Une autre particularité de l'invention consiste en ce que l'orifice profilé de la filière se présente sous la forme d'un canal profilé d'une section progressivement décroissante et d'une longueur importan- te par rapport aux dimensions de la section. Dans un agencement préféré, le canal profilé est pratiqué dans une plaque ou un bloc qui est fixé à la boî- te de filière, le ou les orifices de filière étant alignés avec le ou les conduits de la boîte de filière.
La variation progressive de la forme du conduit de la boîte de filière peut être obtenue de manières diverses, et ce conduit est de préfé- rence constitué en vue d'un agrandissement progressif de la section. Par exemple, pour le filage d'une bande ou d'un produit de forme similaire, la forme du conduit varie en partant d'une section concentrique, par exemple circulaire, vers une forme allongée, rectangulaire ou similaire convenant à l'obtention d'une bande.
Les conduits du bloc de filière et de la boîte de filière sont de préférence conformés pour assurer un raccordement progressif entre les uns et les sutreso
Suivant une autre particularité de l'invention, qui est appli- cable à l'obtention de sections destinées à s'épouser réciproquement, le con- duit de la boîte de filière est divisé à proximité de l'entrée en deux ou plusieurs conduits similaires, inclinés les uns par rapport aux autres sous un petit angle, et aboutissant à des orifices de filière séparés disposés symétriquement. Si les sections filées ne sont pas symétrique, par exemple pour s'épouser réciproquement, les orifices sont de préférence inversés@les uns par rapport aux autres.
Dans un mode de réalisation préféré du conduit de la boite de filière, notamment pour l'obtention d'une section de bande ou de produit si- milaire, la largeur du conduit est progressivement augmentée dans le plan de la bande, tandis que la profondeur, perpendiculaire audit plan, est progres- sivement réduite, ce qui donne la variation progressive de la forme, les pro- portions étant également choisies telles qu'il en résulte une réduction gra- duelle et progressive de la section en direction de l'orifice de filière, de la manière précédemment décrite.
La bote de filière perfectionnée est raccordée d'une-manière appropriée quelconque à un dispositif approprié d'alimentation en matière, généralement une vis de refoulement actionnée par un moteur. Ce dispositif comporte également des moyens de chauffage aux points où ils sont nécessai- res.
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On comprend que, pour l'obtention de formes destinées à s' épouser réciproquement, par exemple pour la fabrication de bandes de fermetu- re, le courant de matière à l'intérieur de la boîte de filière doit être divi- sé en deux courants partiels aboutissant aux orifices de filière- respectifs, et que ces deux courants partiels doivent être convenablement équilibrés par une conformation et une distribution appropriées des conduits respectifs.
Sur le dessin annexé, à titre démonstratif; - la figure 1 est une vue en plan d'une boîte de filière cons- truite suivant l'invention; - la figure 2, est une vue en coupe longitudinale de la boîte de filière suivant la ligne 2-2 de la figure 1; - la figure 3 est une vue en bout de la boite de filière et montre les orifices; - la figure 4 est une vue en perspective montrant séparément les deux "coquilles" de la boîte de filière et du bloc de filière; - la figure 5 est une vue en coupe longitudinale plus ou moins schématique de la boite de filière raccordée à un dispositif d'alimentation pour le filage d'une matière plastique ; - la figure 6 est une vue en coupe longitudinale d'une variante de l'agencement de la boîte de filière.
L'invention sera décrite à titre d'exemple dans son applica- tion à la fabrication de bandes flexibles d'emboîtement pour fermetures à curseur du type à agrafage. Ces fermetures comportent deux bandes flexibles en chlorure de polyvinyle ou une matière similaire présentant les caractéris- tiques du caoutchouc, chacune des bandes étant munie sur un bord d'un ren- flement dont une face présente deux ou plusieurs rainures à côtés évidés, à section en forme de crochet sur un côté.
Les rainures sont façonnées pour épouser la forme des sections en crochet, et l'agencement eat choisi tel que les bandes emboîtées l'une dans l'autre soient sensiblement placées dans un même plan, tandis que les sections en crochet emboîtées les unes dans les autres empêchent la séparation des bandes sauf lorsqu'elles sont dégagées l'une de l'autre par un curseur approprié.
Pour la mise en oeuvre de l'invention en vue d'un mode de réa- lisation de l'appareil de filage pour la fabrication de bandes de fermeture telles que décrites, on utilise une boîte de filière constituée par deux blocs métalliques rectangulaires 1, la qui peuvent être assemblés convena- blement face sur face et présentent dans les faces en regard l'une de l'au- tre des évidements destinés à former des conduits lorsque les faces sont exac- tement appliquées l'une sur l'autre. Une ouverture circulaire 2 prévue à une extrémité est taraudée pour pouvoir être vissée sur l'extrémité du dispositif de refoulement usuel, comportant une vis ou un organe similaire pour refouler le mélange plastique dans la boîte de filière. Un bloc de filière évidé com- porte deux coquilles 3, 3a fixées aux coquilles de la boîte de filière par des boulons 4.
Elles sont agencées de façon qu'elles s'épousent réciproque- ment lorsque les blocs 1, la sont assembléso Les coquilles du bloc de filière sont conformées pour former deux orifices espacés allongés ou aplatis dispo- sés horizontalement et alignés, présentant des parties élargies sur le côté intérieur, de la manière indiquée sur la figure 3, les parties aplaties étant prévues en 5 et les parties élargies en 6. Chaque partie élargie comprend deux rainures 7 à côtés évidée séparées par des nervures 8 ayant une section en-forme de crochet. Ces nervures sont agencées pour s'élever dans un orifi- ce et pour descendre dans l'autre orificeo En d'autres termes, les orifices sont identiques, mais renversés par rapport au plan horizontal.
La section
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de chaque orifice est plus grande sur la face intérieure 9 de chaque bloc de filière, ainsi que le montre d'une façon exagérée la figure 2, la sec- tion sur la face extérieure 10 étant celle qui détermine la section du produit filé. La forme de la section est réduite entre les faces 9 et 10, et la réduction en direction de la face extérieure est progressive et de préférence uniforme., Pour faciliter la fabrication, les nervures 8 ayant une section en forme de crochet sont constituées par des éléments rapportés 11, ainsi que le montre clairement la figure 4. La nervure en saillie 12 est également prévue sur un élément rapporté 13.
Dans les faces des blocs de filière 1 et la. sont fraisées ou pratiquées d'une autre manière des rainures 14, 15, 14a, 15a s'étendant de l'extrémité postérieure de l'orifice de filière vers l'ouverture circulaire 2 à l'extrémité opposée. Ces rainures convergent l'une vers l'autre avant d' atteindre l'ouverture,de façon qu'elles soient séparées l'une de l'autre par une cloison de largeur décroissante 16, 16a. Chaque rainure augmente en largeur et diminue en profondeur en direction de l'orifice de filière. Les deux rainures ont une forme similaire, ainsi que le montre clairement la fi- gure 4.
L'agencement est tel que, lorsque les blocs sont assemblés, lesdi- tes rainures forment deux conduits divergents partant de l'ouverture circu- laire d'entrée 2 vers les deux orifices de filière, chaque conduit passant progressivement de la section circulaire vers une section aplatie et allon- gée présentant sur un côté une partie élargie, les extrémités des conduits étant conformées de façon qu'ils se raccordent exactement à la forme des orifices de filière sur la face intérieure des blocs 3, 3a, afin qu'il n' en résulte aucun gradin qui pourrait entraîner une accumulation de matière ou contrarier son écoulement. Les conduits sont de forme symétrique et si- milaire. Ils sont également proportionnés pour que leur section transversa- le diminue progressivement en direction de l'orifice de filière.
On voit sur la figure 4 que les rainures principales 15 et 15a sont complétées par des rainures supplémentaires 17, 17a parallèles aux cloisons convergentes 16 et 16a. La profondeur des rainures supplémentaires augmente progressi- vement en partant de zéro à l'extrémité du bloc, où elles sont alignées avec des évidements correspondants du bloc de filière.
Pour l'obtention d'une uniformité d'écoulement de la matière dans les diverses parties de l'orifice de filière, on utilise de préférence un bloc de filière de forme allongée, tel que le montre le dessin, et on donne aux conduits une forme assurant une diminution progressive et unifor- me de la section transversale jusqu'à la section finale sur la face exté- rieure du bloc de filière, telle qu'elle est représentée sur la figure 3.
Sur la face intérieure du bloc de filière, la matière entre donc dans des conduits ayant la même forme mais d'une section transversale supérieure à la section finale, de sorte que la matière est guidée latéralement dès qu'elle pénètre dans la section de forme compliquée de l'orifice de filière, c'est- à-dire dans les sections en forme de crochet. Ceci assure un écoulement satis- faisant de la matière à travers cette partie de l'orifice. Si on le désire ; on peut prévoir des nervures de guidage dans d'autres parties des conduits pour s'opposer au déplacement transversal non désiré de la matière. Ces ner- vures sont alors essentiellement agencées pour commander l'écoulement de la matière vers les parties de forme compliquée de l'orifice de filière, afin que celui-ci soit alimenté d'une manière suffisante et uniforme.
Les coquil- les de la boîte de filière peuvent être munies de tenons 18 venant en prise avec des trous correspondants de centrage. Ces coquilles sont assemblées par des boulons non représentés.
Le mélange plastique est introduit dans une trémie 19 (figure 5). Il est refoulé par une vis 20, montée à rotation dans un cylindre 21, en direction d'un ajutage approprié 22 auquel est raccordée la boîte de filière précédemment décrite, portant le bloc de filière. Au besoin on peut prévoir un dispositif de chauffage de la boîte de filière. On peut faire passer le produit filé dans un bain d'eau. Si on le désire, on peut engager les bandes
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l'une dans l'autre en les faisant passer entre des rouleaux appropriés.
Naturellement, les orifices allongés de la section en forme de crochet de l'orifice de filière contiennent en fait des nervures de guidage qui s'opposent au déplacement transversal de la matière au fur et à mesure qu'elle s'approche de l'orifice final sur la face extérieure du bloc de fi- lièreo Ces nervures sont disposées en regard des diverses parties de la sec- tion de l'orifice de filière qui diffèrent considérablement en forme et op- posent par conséquent des résistances différentes à l'écoulement de la matiè- re.
Dans le présent exemple, les différentes sections du produit filé com- prennent une partie rectangulaire ou similaire à côté d'une partie de forme compliquée, et les parties postérieures des nervures en forme de crochet 8 de la filière résistent à la tendance naturelle de la matière à se déplacer transversalement au fur et à mesure qu'elle se rapproche de la section fina- le. On comprend qu'il est possible de prévoir des nervures de division dans l'orifice de la boite de filière proprement dite si on le désire, ces nervu- res étant alors alignées avec les nervures précédemment décrites de la filiè- re.
Si on utilise cet appareil de filage en combinaison avec un bain de refroidissement recevant le.produit filé, on trouve que la flexion de la matière avant son entrée dans le bain risque d'altérer la précision de la section déterminée par le filage. Pour remédier à cet inconvénient, on utilise l'agencement que montre la figure 6. La filière et la boîte de fi- lière comprenant les coquilles 1, la et les coquilles 3, 3a sont vissées sur un embout fileté 2 d'un ajutage coudé 6a fixé à son tour au cylindre 21 de la vis de refoulement 20. La boite de filière est constituée de la maniè- re précédemment décrite. Le produit sortant de la filière entre dans un bain- de refroidissement 23. Ce bain de refroidissement peut présenter une profon- deur désirée quelconque.
Dans l'exemple représenté, on utilise toutefois un bain peu profond, et le produit filé est guidé par un rouleau de renvoi 24.
On voit que, grâce à cet agencement de la boîte de filière, le produit filé ne subit aucune flexion avant son entrée dans le liquide de refroidissement.
En d'autres termes, le parcours du produit entre l'orifice de filière et le bain de refroidissement est sensiblement rectiligne et dans le prolongement de l'axe du conduit d'écoulement de la filière et de la boîte de filière.
De plus, la face 25 de la filière est perpendiculaire au parcours du pro- duit sortant de cette filière. L'angle du coude de l'ajutage 6a, qui déter- mine l'angle d'inclinaison du produit sortant de la filière par rapport à l'horizontale, ne présente aucune importance pourvu que les conditions précitées soient remplies.
Naturellement, on peut obtenir le même résultat en utilisant le dispositif que montre la figure 5, à condition que la vis de refoulement et la boîte de filière soient inclinées sous l'angle nécessaire par rapport à l'horizontaleo
On voit que l'invention permet de commander l'écoulement de la matière vers l'orifice de filière à travers un conduit de section progressivement décroissante, dont la forme varie également d'une maniere progressive en partant d'une section concentrique, par exemple circulaire, aboutissant à la section plus allongée ou plus compliquée nécessaire à l'orifice de fi- lière.
L'invention n'est pas limitée à l'exemple décrit, et il est possible d'appliquer le même principe à la production de nombreuses sections diffé- rentes, par exemple d'une section en forme de flèche destinée à épouser une rainure de forme similaire dans une bande correspondante. L'invention n'est également pas limitée aux matières plastiques ayant les caractéristiques du chlorure de polyvinyle, et on peut au contraire l'appliquer également à de nombreuses autres matières, telles que les superpolyamides.
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