Dispositif pour l'extrusion de métaux. La présente invention est relative à un dispositif pour l'extrusion de métal plastique dans lequel le métal en état de fusion est amené à l'une des extrémités d'un dispositif rotatif propulseur à filets hélicoïdaux com prenant deux organes concentriques longitu dinaux dont celui à. l'extérieur est en mouve ment do rotation continu, refoulant le métal à l'état plastique,dans une chambre d'extru sion riituée à l'extrémité antérieure du dispo sitif propulseur, puis, vers l'extérieur, à tra vers une filière, par exemple en forme d'un orifice annulaire, prévue dans la paroi exté rieure stationnaire de la chambre.
Les or- ganes concentriques peuvent avoir la forme de cylindres à section oensiblement circu laire comportant sur leurs faces attenantes des saillies prévues pour refouler le métal se trouvant dans l'espace compris entre les or ganes. Les saillies de l'un ou de -ces deux organes sont constituées par -des filets héli coïdaux. L'intérieur des deux organes est bénéralement maintenu stationnaire mais peut, dans certains cas, tourner. Un exemple de dispositif similaire est décrit. dans le bre vet nc 1-6793-5.
Dans les dispositifs de ce genre, la filière à travers laquelle s'effectue l'extrusion du métal est stationnaire, de sorte qu'il est né cessaire de faire un joint -à haute pression entre l'organe extérieur tournant et une partie de la chambre d'extrusion. Dans un tel dispositif construit antérieurement, l'organe extérieur rotatif se termine à l'arrière de la chambre .d'extrusion et le joint est fait entre la ,surface externe de l'extrémité avant de cet organe extérieur et une paroi concentri que ,stationnaire adjacente constituant un prolongement postérieur de la paroi de la chambre d'extrusion.
En opposition de ce qui précède, et con formément à la présente invention, l'extré rnité antérieure de l'organe rotatif est pro longée vers l'avant jusqu'à la paroi extérieure stationnaire .dans laquelle est monté la filière de façon ù former, d'une part, un joint entre ces pièces et, d'autre part, la paroi extérieure rotative de la chambre d'extnzçion dont la partie antérieure, vers l'avant du dispositif,
se rapproche de l'axe en rotation pour former une surface sur laquelle le métal plastique exerce une pression produisant une poussée axiale sur l'organe rotatif en ssens inverse de la pouqsée axiale résultant de l'action pro pulsive. Cet agencement offre plusieurs avan tages. Il permet une diminution de la charge de la poussée axiale exercée par l'organe ro tatif extérieur sur le palier de butée par rap port à une machine à débit similaire d'un genre -de construction connu.
Il permet l'agencement d'une chambre d'extrusion de diamètres supérieurs au diamètre exterieur du flot de métal émergeant .de la sortie du dispositif de propulsion, sans produire une augmentation de la charge de la poussée exercée par l'organe rotatif extérieur. Une autre diminution de la charge de poussée peut être obtenue, comme décrit plus loin, en prolongeant la partie avant de la chambre. d'extrusion au delà du diamètre extérieur du flot de métal à. sa sortie du dispositif de propulsion.
La présente invention permet aussi de réduire le diamètre du joint à haute pression et permet que la paroi de la chambre d'extrusion soit munie d'un filet hélicoïdal donnant au métal plastique remplissant la chambre d'extrusion un mouvement dirigé vers l'avant soutenant ainsi l'action du dis positif principal de propulsion à filet héli coïdal.
Sur le dessin annexé .sont représentées, à titre d'exemple seulement, diverses formes d'exécution de l'objet de l'invention.
La fi-. 1 est une coupe longitudinale d'un dispositif comportant une chambre d'extrusion; La fig. 2 est une coupe longitudinale fragmentaire, à plus grande échelle, du dis positif selon la fig. 1; La fig. 3 est une coupe longitudinale fragmentaire montrant une autre forme d'exécution de la. chambre d'extrusion; La fig. 4 est une coupe longitudinale fragmentaire montrant encore une autre forme d'exécution de la chambre d'extrusion.
On décrira tout d'abord brièvement la construction générale du dispositif en regard de la fig. 1 qui montre la. disposition relative des parties importantes de la machine mais qui n'a pas pour but de donner .des détails de construction qui ne sont pas en rapport avec la présente invention. Le dispositif pro pulseur rotatif est constitué par un organe rotatif extérieur tubulaire 1 comportant sur sa surface interne des filets: hélicoïdaux qui coopèrent avec des filets hélicoïdaux incli- nés dans le sens opposé, -que comporte un organe intérieur tubulaire fixe 2.
A son extrémité arrière, l'organe extérieur 1 forme un joint 3 ,avec la paroi de la chambre d'ame née 4 formée dans le couvercle postérieur 5a du bâti principal 5. A son extrémité anté rieure, l'organe extérieur 1 forme un joint avec la paroi extérieure stationnaire 6 dans laquelle est monté l'élément. de filière exté rieur 7. Cette paroi stationnaire est montée dans le couvercle antérieur 5b du bâti 5. L'organe 1 est entraîné dans le sens conve nable au moyen d'une roue d'entraînement 8 par l'intermédiaire d'une douille 9.
Cette douille 9 comporte un rebord 10 s'étendant radialement et au moyen duquel la poussée exercée !sur l'organe 1 par l'action de pro pulsion est absorbée par le palier à billes 11 placé entre le rebord 10 et un rebord 12 s'étendant intérieurement du bâti principal.
Lors du fonctionnement de la machine, du métal fondu est amené d'une manière con tinue dans la chambre 4 par le conduit 13 qui s'écoule dans l'espace formé entre les or ganes intérieur \? et extérieur 1. Lé métal est maintenu en fusion dansa la chambre -t par des anneaux brûleurs à gaz 14 ou par des enroulements de chauffage électrique équivalents et le métal @se trouvant .dans le dispositif propulseur est refroidi par un jet d'eau de refroidissement 15 dans une mesure suffisante pour devenir plastique et pour pouvoir être refoulé par les filets du dispo sitif propulseur.
Le métal plastique est re- foulé vers l'avant dans la chambre d'extru sion 16 et, de là, entre les éléments de filière extérieur 7 et intérieur 17, pour former un tube qui enferme et tire vers l'avant un câble (non représenté) introduit dans la ma chine par l'extrémité arrière de celle-ci à travers le conduit central 1,8 de l'organe sta tionnaire 2. On voit sur les fig. 1 et 2 que l'extrémité antérieure de l'organe extérieur rotatif 1 présente un diamètre agrandi et que cette extrémité a. sa surface frontale profondément évidée.
La face annulaire 20 de l'évidement est en engagement avec une face annulaire 21. de la paroi extérieure .stationnaire 6 por tant l'élément de filière 7, et la surface cylindrique 22 de l'évidement est en enga gement avec une surface correspondante 23 de la paroi antérieure stationnaire.
A l'extré mité. antérieure 24 de la partie filetée de l'organe 1, la ;surface interne de celui-ci s'in curve vers l'extérieur, comme on le voit en ?5, puis s'incurve de nouveau vers l'inté- rieiir, comme on le voit en 26. jusqu'à. ce que le rayon de la partie filetée soit de nouveau approximativement atteint, la chambre d'ex trusion, formant ainsi un élargissement sen siblement symétrique.
Si l'on forme la ma jeure partie de la chambre d'extrusion 16 dans l'extrémité agrandie de l'organe 1 de la manière décrite ci-dessus, la poussée axiale exercée sur la moitié antérieure de la. paroi rotative de la, chambre par la pression du métal plastique est opposée à la poussée axiale exercée sur la moitié postérieure de cette paroi, avec le résultat que la poussée totale exercée sur le roulement à billes 11 est diminuée.
En prolongeant encore davantage vers l'intérieur la paroi extérieure rotative de la chambre d'extrusion près de son extré mité antérieure, de telle façon que, comme on le voit en 32 sur la fig. 4, son bord intérieur comporte un rayon plus petit que la surface filetée de l'organe extérieur, se trouvant à l'arrière de la. chambre, la poussée s'exerçant sur cet organe en raison de la pression du métal dans cette chambre peut être amenée à une valeur telle qu'elle réduit dans une cer- taine mesure la poussée s'exerçant sur cet organe en raison de l'action de propulsion principale.
La construction perfectionnée de la cham bre d'extrusion permet aussi de réduire le diamètre du joint à haute pression entre l'or gane 1 et la paroi 6, avec cet avantage évi dent, notamment dans les machines de grandes dimensions, que la sécurité du joint peut être accrue. Dans les constructions pré cédentes, le diamètre minimum du joint était approximativement égal au diamètre maxi mum de la chambre d'extrusion. Ceci n'a plus besoin d'être le cas.
Le joint formé entre les surfaces 20 et 21 comporte un dispositif propulseur additionnel à filets en spirale s'opposant au mouvement vers l'extérieur de métal qui pourrait péné trer dans le joint depuis la chambre d'extru sion. Ce dispositif additionnel est formé en prévoyant des filets en spirale 27 sur la face 20 et des filets en spirale 28' courant dans le sens opposé sur la surface 21. Ces filets sont formés en creusant des rainures en spirale 29 sur les deux faces du joint. Un exemple de joint de ce.genre est décrit en regard des fig. 2 et 3 du brevet no 185470.
En outre, ou au lieu de munir le joint formé entre les surfaces 20 et 21 d'un dispositif propulseur à filets en spirale, les surfaces cylindriques 2 2 et 23 peuvent être munies d'un deuxième dispositif propulseur additionnel, comme on le voit sur la fig. 4. Dans ce cas, ce dispositif propulseur est formé en prévoyant des filets hélicoïdaux 30 et 31 sur les surfaces 22 et 23, respectivement, les filets de ces deux surfaces étant de sens opposés. Un exemple de joint de ce type est montré par la fig. 1 du brevet indiqué précédemment.
En utilisant les sur faces 22 et 23 au lieu des surfaces 20 et 21 pour former le joint, le diamètre de celui-ci est quelque peu accru, mais on obtient l'avan tage considérable que la poussée axiale exer cée sur l'organe 1 en raison de l'arrangement propulseur formé dans le joint est opposée à celle résultant de l'action de propulsion prin cipale, de sorte que la valeur totale de la poussée exercée par l'organe 1 sur le roule- ment à billes 11 sera réduite au lieu d'être accrue par la poussée du joint. Un effet ana logue mais plus petit sera aussi obtenu dans les cas où les surfaces du joint sont par exem ple coniques.
Les fig. 3 et 4 montrent des exécutions de chambres d'extrusion qui sont modifiées par la présence sur la paroi extérieure rota tive de la chambre 16 d'un filet hélicoïdal 33 ayant une action de propulsion qui tend à soutenir le dispositif propulseur principal au moyen duquel le métal plastique est amen É; à la chambre d'extrusion 16. La section transversale de ce filet affecte une forme semblable à celle du filet principal sur l'extré mité arrière de l'organe 1 et sa profondeur est maximum dans la partie centrale de la chambre. Préférablement, le filet disparaît lorsqu'il approche de l'extrémité antérieure de la. chambre.
Pour parer au fait que le métal plastique peut être mis en rotation par ce dispositif propulseur auxiliaire, l'organe intérieur stationnaire v peut être muni, comme on le voit sur la fig. 3, de rainures longitudinales 34 dans sa surface externe, sur la partie qui s'étend dans la chambre d'ex trusion. Un résultat analogue peut être obtenu en formant des rainures radiales 35 dans la paroi 6 prés de l'élément de filière 7, mais non directement adjacentes à celui-ci (voir fi-. 4).
On conçoit que dans les machines à extru sion du type comportant un propulseur à filet hélicoïdal, l'agencement d'un palier ou roule ment satisfaisant pour absorber la poussée exercée par un organe rotatif constituant une partie du dispositif propulseur, n'est pas un problème facile, en raison de l'importance de la poussée, du fait qu'il est désirable de don ner au palier ou roulement et aux parties connexes de petites dimensions, et ensuite par ce que la température à laquelle le roulement ou palier doit travailler est à proximité de la température du métal fondu. Les réduc tions de la charge de ce palier ou roulement, qui peuvent être obtenues grâce à la pré sente invention, constituent par conséquent des avantages très importants.
Ils permettent de faire travailler le palier au roulement sous une charge moindre, prolongeant ainsi sa durée, ou de réduire ses dimensions, réduisant ainsi au minimum le danger que courent le palier ou les parties servant à son montage de se déformer sous l'effet de la chaleur.