FR3059589A1

FR3059589A1 - Procede d'extrusion au moyen d'une couronne de doigts mobiles

Info

Publication number: FR3059589A1
Application number: FR1662074A
Authority: FR
Inventors: Arnaud Letocart; Thibault MONTOY
Original assignee: Michelin Recherche et Technique SA Switzerland; Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA; Michelin Recherche et Technique SA France
Current assignee: Michelin Recherche et Technique SA Switzerland; Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA; Michelin Recherche et Technique SA France
Priority date: 2016-12-07
Filing date: 2016-12-07
Publication date: 2018-06-08
Also published as: WO2018104631A1

Abstract

Le procédé d'extrusion d'élastomères ou de produits plastiques, réalisé grâce à une extrudeuse (1), comprend les étapes successives suivantes : - introduction d'un premier mélange d'élastomères ou de produits plastiques dans l'extrudeuse, - une fois achevée l'introduction du premier mélange, introduction d'un second mélange d'élastomères ou de produits plastiques dans l'extrudeuse (1), - l'intégralité du premier mélange étant située en aval d'une section d'un conduit formé par un support (4) de l'extrudeuse (1) et une vis (6) d'extrusion, cette section étant orthogonale à un axe de la vis (6), réduction de la section de façon à empêcher le second mélange de traverser la section, - dégazage d'un tronçon du conduit comprenant la section, et - augmentation de la section de sorte que le second mélange traverse la section.

Description

Titulaire(s) : COMPAGNIE GENERALE DES ETABLISSEMENTS MICHELIN Société en commandite par actions, MICHELIN RECHERCHE ET TECHNIQUE S.A. Société anonyme.

Demande(s) d’extension

Mandataire(s) : LLR.

154) PROCEDE D'EXTRUSION AU MOYEN D'UNE COURONNE DE DOIGTS MOBILES.

FR 3 059 589 - A1 (57) Le procédé d'extrusion d'élastomères ou de produits plastiques, réalisé grâce à une extrudeuse (1), comprend les étapes successives suivantes:

- introduction d'un premier mélange d'élastomères ou de produits plastiques dans l’extrudeuse,

- une fois achevée l'introduction du premier mélange, introduction d'un second mélange d'élastomères ou de produits plastiques dans l’extrudeuse (1),

- l'intégralité du premier mélange étant située en aval d'une section d'un conduit formé par un support (4) de l'extrudeuse (1 ) et une vis (6) d'extrusion, cette section étant orthogonale à un axe de la vis (6), réduction de la section de façon à empêcher le second mélange de traverser la section,

- dégazage d'un tronçon du conduit comprenant la section, et

- augmentation de la section de sorte que le second mélange traverse la section.

L’invention concerne les procédés d’extrusion ou de mélangeage d’élastomères ou de produits plastiques, notamment pour la fabrication des pneumatiques de roue.

Une extrudeuse a pour fonction de chauffer un matériau ou un mélange de matériaux, de le mettre sous pression et de le produire sous la forme d’un profil à section prédéterminée, tel qu’une bandelette. Une telle bandelette est par exemple enroulée sur un support pour former une ébauche crue de pneumatique destinée à être cuite pour réaliser la vulcanisation de la gomme.

Dans le domaine de l’extrusion de gomme, les contraintes industrielles imposent de configurer les procédés d’extrusion pour permettre le meilleur compromis débit/température/travail/aspect pour le produit sortant le plus difficile à mettre en oeuvre. Cette contrainte pénalise généralement la performance d’extrusion des matériaux plus faciles à extruder.

Pour éviter un tel inconvénient, les industriels ont imaginé des procédés mettant en oeuvre un nombre variable de couronnes de doigts mobiles dans une extrudeuse. Les couronnes de doigts mobiles sont alors assimilables à des filtres, et le procédé consiste à ajouter d’autant plus de couronnes de doigts que le mélange est difficile à extruder. Cependant un tel procédé est long à mettre en oeuvre et oblige soit à arrêter l’extrudeuse à chaque changement de configuration, soit à faire fonctionner l’extrudeuse en charge nulle le temps de changer la configuration.

Les procédés de ce type ont donc le désavantage de ne pas permettre de gérer des changements de matériaux trop différents et de ne pas permettre d’extruder la gomme en continu ou alors au prix d’un trop grand volume de produit mixé, impropre à l’utilisation industrielle.

Les solutions connues de l’état de la technique pour pallier à ce problème consistent à utiliser une extrudeuse par type de mélange. Ces solutions ont pour conséquence un surcoût et un encombrement non négligeables.

Un problème non résolu par l’état de l’art est donc la possibilité d’extruder des mélanges d’élastomères ou de produits plastiques de natures différentes voire très différentes selon un procédé permettant une extrusion continue et sans mêler les divers mélanges introduits dans une même extrudeuse.

L'invention a pour but de remédier à ces inconvénients en fournissant un procédé d’extrusion permettant à une extrudeuse d’extruder des mélanges d’élastomères ou de produits plastiques de nature différentes voire très différentes, et ce de manière continue.

A cet effet, on prévoit selon l’invention un procédé d’extrusion d’élastomères ou de produits plastiques, qui comprend les étapes successives suivantes :

- introduction d’un premier mélange d’élastomères ou de produits plastiques dans une extrudeuse,

- une fois achevée l’introduction du premier mélange, introduction d’un second mélange d’élastomères ou de produits plastiques dans l’extrudeuse,

- l’intégralité du premier mélange étant située en aval d’une section d’un conduit formé par un support de l’extrudeuse et une vis d’extrusion, cette section étant orthogonale à un axe de la vis, réduction de la section de façon à empêcher le second mélange de traverser la section,

- dégazage d’un tronçon du conduit comprenant la section, et

Grâce à l’obturation de la section, ce procédé permet d’introduire sans attendre le second mélange sans risquer que les deux mélanges ne se mixent entre eux.

On peut prévoir que, au cours de l’étape de réduction, on réduit d’au moins 60%, notamment d’au moins 80%, et de préférence d’au moins 96%, la section de façon à empêcher le second mélange de traverser la section.

De cette manière, on peut obturer une gamme de mélange très grande sans changer de configuration d’extrudeuse.

Avantageusement, on n’effectue l’augmentation de la section qu’une fois une plus grande partie, de préférence la totalité, du premier mélange, évacuée hors d’une zone de travail de l’extrudeuse.

De cette manière, on est certain que le second mélange ne se mixera pas avec une grande partie, de préférence la totalité, du premier mélange, ce qui représente un gain de matière.

Avantageusement, on n’introduit le second mélange dans la zone de travail qu’une fois une plus grande partie, de préférence la totalité, du premier mélange, située en aval d’une zone de travail de l’extrudeuse.

On peut prévoir que le procédé est automatisé d’après une consigne d’au moins un des paramètres suivants :

- une pression à l’intérieur du support,

- une température à l’intérieur du support,

- une température d’au moins un des mélanges, et

- un aspect d’au moins un des mélanges.

On prévoit également une extrudeuse pour des élastomères ou des produits plastiques comprenant :

- une vis extrusion, et

- des moyens aptes à commander la mise en œuvre du procédé selon l’invention.

De préférence, on prévoit que les moyens sont auto-adaptatifs.

Egalement, on prévoit un programme d'ordinateur qui comprend sous forme enregistrée des instructions de code aptes à commander la mise en œuvre d'un procédé selon l’invention lorsqu'il est exécuté sur un ordinateur.

Nous allons maintenant présenter un mode de réalisation de l’invention donné à titre d’exemple non limitatif et à l’appui des figures annexées sur lesquelles :

- la figure 1 est une vue en coupe axiale de l’ensemble d’une extrudeuse selon un mode de réalisation de l’invention ;

- la figure 2 est une vue en coupe axiale à échelle agrandie d’une partie de l’ensemble de la figure 1 illustrant les doigts mobiles de l’extrudeuse de la figure 1 ;

- la figure 3 est une vue en coupe selon le plan lll-lll des figures 1 et 2 présentant des doigts montés mobiles par rapport au support 4, dans une position rentrée ;

- la figure 4 est une vue analogue à la figure 3 présentant les doigts mobiles dans une position sortie ; et

- la figure 5 est un schéma illustrant la régulation de l’extrudeuse selon des consignes d’entrées prédéterminées.

- la figure 6 est une vue en coupe schématique selon le plan lll-lll des figures 1 et 2 illustrant le calcul d’un taux d’obturation obtenu selon l’un des modes de réalisation de l’invention.

La figure 1 présente l’ensemble de l’extrudeuse 1 du présent mode de réalisation. Elle comporte un bâti 2 à partir duquel s’étend un support 4. Une vis d’extrusion 6 est montée mobile à rotation, à l’intérieur du support 4, selon un axe longitudinal 8. Cet axe est ici horizontal. La vis est reçue coaxialement dans un logement cylindrique du support à section circulaire dans un plan perpendiculaire à l’axe 8. La vis et le support forment donc un passage allongé destiné à recevoir le mélange à extruder.

Sur les figures 1 et 2, il est possible de distinguer différentes zones de l’extrudeuse. Une partie amont de l’extrudeuse, par référence à la direction de parcours du mélange le long de l’axe de droite à gauche sur les figures, s’étendant en amont du plan AO perpendiculaire à l’axe 8, est appelée zone de mise sous pression Pr du mélange à extruder précédée en amont par une zone d’alimentation munie d’une gouiotte de réception de mélange. La partie de l’extrudeuse s’étendant entre les plans, parallèles entre eux, AO et A1 est une première zone de travail, celle comprise entre A1 et A2 est une deuxième zone de travail munie de doigts fixes B2 et celle comprise entre A2 et A3 est une troisième zone de travail, en aval donc de la précédente. L’ensemble des zones compris entre les plans AO et A3 est appelée zone de travail B du mélange à extruder.

La figure 2 est une vue à échelle agrandie de l’ensemble de la figure 1 illustrant mieux la vis d’extrusion 6. L’extrudeuse comporte des doigts pouvant se répartir, de manière préférentielle selon les modes de réalisations prévues par l’invention, en deux catégories: des doigts montés fixes et des doigts montés mobiles 100.

Chacun des doigts a une forme générale allongée cylindrique et a son axe longitudinal orienté suivant une direction radiale à l’axe 8 de la vis.

Doigts montés fixes

Sur la figure 2, on distingue des doigts fixes 112 à 612 situés dans des plans B1 à B6 parallèles aux plans AO, A1 et A2, situés dans la deuxième zone de travail, disposés selon un pas constant le long de l’axe 8. Ces plans sont numérotés B1, B2, B3, B4, B5, B6 leur nombre exact relevant du choix de géométrie de l’extrudeuse de l’homme du métier. Dans chaque plan B, sont disposés plusieurs doigts fixes, par exemple huit, uniformément répartis sur la circonférence du support 4 et numérotés 112, pour le plan B1, 212 pour le plan B2 etc... Ces doigts fixes assurent le travail minimal nécessaire pour les mélanges élastomères extrudés qui entrent dans la composition d’un pneumatique.

Sur les figures 3 et 4, dans le plan lll-lll, on distingue également des doigts fixes 121.

Doigts montés mobiles 100

Sur les figures 3 et 4, on distingue également les doigts 100 montés mobiles par rapport au support 4, leur nombre exact relevant du choix de géométrie de l’extrudeuse, plus particulièrement il est fonction du taux de fermeture souhaité, du diamètre intérieur du support et de la résistance mécanique aux sollicitations des doigts.

Les figures 3 et 4 sont des vues en coupe selon le plan lll-lll des figures 1 et 2. Elles illustrent un mode de réalisation prévu par l’invention, en particulier celui dans lequel l’extrudeuse possède au moins un doigt 121 monté fixe par rapport au support, à l’intérieur duquel est logée une valve de dégazage 24.

Est également visible sur les figures 3 et 4 le conduit de passage annulaire 107 formé entre la vis et le support à travers lequel le mélange d’élastomère ou de produits plastiques se déplace.

Tous les doigts, fixe et mobiles, se trouvant dans ce plan de coupe sont disposés avec leurs axes dans le même plan. Ils forment une configuration en étoile. Tous les doigts mobiles sont ici identiques les uns aux autres. Tous les doigts sont régulièrement répartis autour de l’axe.

Mis à part le doigt fixe 121, tous les autres doigts 100 sont montés mobiles par rapport au support 4 en étant reçus dans des logements radiaux respectifs de ce dernier.

L’extrudeuse comprend, pour chaque ensemble de doigts mobiles se trouvant dans un même plan perpendiculaire à l’axe, une couronne annulaire plate 14 coaxiale au support et à la vis. La couronne s’étend à l’extérieur du support et permet de piloter les doigts du plan associé.

Les doigts sont reliés à la couronne 14 par l’intermédiaire de galets 16 mobiles à l’intérieur de gorges oblongues traversantes respectives 18 ménagées dans la couronne

14. Chaque doigt est solidaire d’une tige sur laquelle le galet correspondant est fixé en étant mobile à rotation, l’axe de rotation du galet étant parallèle à l’axe de la vis et distant de ce dernier.

La couronne 14 est montée mobile à rotation autour de l’axe 8 par rapport au support en étant guidée par des moyens appropriés. Elle est actionnée par exemple grâce à un vérin 20 doté d’un piston 22. Les deux extrémités du vérin sont articulées respectivement à la couronne et au bâti. Ainsi, la course rectiligne du piston 22 entraine la rotation, par rapport au support 4 et selon l’axe 8, de la couronne 14. Les gorges 18 pivotent alors autour de l’axe 8 et permettent ainsi aux doigts 100 de se déplacer radialement à l’axe 8 vers la vis d’extrusion 6 ou en direction opposée. Ainsi, la course du vérin 20 pilote la position des doigts 100 à l’intérieur du support 4. Les doigts 100 peuvent donc prendre toutes les positions désirées entre une position totalement rentrée (illustré à la figure 3) et une position totalement sortie du passage (illustrée à la figure 4). En position rentrée, la plus grande partie de la distance entre le logement du doigt et le noyau de la vis est occupée par le doigt. En position sortie, cette distance est laissée entièrement libre par le doigt.

Dans une réalisation préférentielle, les doigts mobiles 100 coulissent chacun dans une chemise lubrifiée 102. Ceci permet de réduire l’effort du vérin 20 pour déplacer les doigts mobiles 100.

Quand les doigts 100 montés mobiles sont en position rentrée, l’extrudeuse se comporte comme si elle n’avait pas ce système. La perte de charge de l’extrudeuse est faible : il est alors possible d’extruder des mélanges nécessitant peu de travail et beaucoup de débit. Cette position permet également de vidanger rapidement l’extrudeuse. De préférence, les doigts montés fixes 112, 121 aident également à vidanger l’extrudeuse.

Quand les doigts 100 montés mobiles sont en position complètement sortie, le travail est maximal, la perte de charge est grande et la vis commence à patiner.

L’extrudeuse est donc apte à obturer, pour chaque couronne 14 reliée à des doigts montées mobiles 100, une section du conduit de passage grâce à la position variable des doigts dans le conduit.

Suivant la position des doigts, on obtient donc différents taux d’obturation de ce conduit. Par exemple, au moins 60% d’une section du conduit pour une position partiellement rentrée des doigts, puis à mesure que les extrémités des doigts 100 se déplacent vers l’axe 8, l’extrudeuse est apte à obturer au moins 80% de la section, pour enfin atteindre une obturation de 96% de la section dans une position où le diamètre du noyau de la vis d’extrusion 6 est proche d’un cercle formé par les extrémité des doigts 100. A titre d’illustration, visible sur la figure 6, 20 doigts (19 doigts montés mobiles 100 et un doigt monté fixe 121) de diamètre 18 mm obturent 96% d’une section d’un conduit formé par une vis d’extrusion de diamètre 149,8 mm ayant un noyau de diamètre 118 mm qui tourne à l’intérieur d’un support d’un diamètre 150 mm. Le calcul est le suivant : <14,98\²

Aire totale

P = πχ I= 176.7 cm² /ii.«\ .

Aire du noyau de la vis = π x f ——j = 109.36 cm²

Aire de la section d'un doigt = 3.02 cm²Aire du conduit 107 non obstruée = 176.7 — 109.36 — (20 x 3.02) = 6.94 cm² ! 6.94 \

Taux d obturation = 11 — -r=-r= ) x 100 = 96%

V 176.7 J

Une obturation de 0% correspond à la position rentrée des doigts.

Les couronnes 14a et 14b illustrées sur la figure 2 sont exactement identiques. Leur fonctionnement est décrit à l’appui des figures 3 et 4 comme explicité plus haut.

L’extrudeuse est capable d’obturer de la sorte plusieurs sections du conduit suivant le nombre de couronnes disposées suivant l’axe 8 le long de son support 4.

Comme illustré à la figure 2, les sections peuvent être situées en aval de la zone de travail munie de doigts fixes B, par exemple la section située dans le plan de la couronne 14b, mais aussi en amont de la zone de travail munie de doigts fixes B, par exemple la section située dans le plan de la couronne 14a qui se trouve immédiatement en aval de la zone de mise en pression. Les sections peuvent également être situées directement en aval de la zone de mise en pression, comme c’est le cas de la couronne 14a.

L’extrudeuse est également équipée de capteurs. Ces capteurs permettent la collecte de données pendant le fonctionnement de l’extrudeuse, à l’intérieur ou en sortie de l’extrudeuse, à propos de différentes grandeurs physiques propres au mélange ou à l’extrudeuse.

Par exemple, un ou plusieurs capteurs de température, de type thermocouple, peuvent être installés dans le conduit de passage de l’extrudeuse pour déterminer la température à l’intérieur de l’extrudeuse ou la température du mélange pendant l’extrusion, il également possible d’installer un capteur de température du mélange en sortie de l’extrudeuse pour vérifier que le mélange est à la température idoine pour être utilisée directement à sa sortie.

Un ou plusieurs capteurs de pression peuvent également être installés à l’intérieur de l’extrudeuse. Par exemple, ils sont de la marque Dynisco selon l’un des modes de réalisation de l’invention. Ils permettent de contrôler la pression interne du conduit de passage. En effet, selon l’obturation d’une ou plusieurs sections du conduit, la pression interne peut être très importante (pouvant arriver même à environ 1000 bars, soit 108 Pa, pour une obturation d’environ 96% d’une section). II est également souhaitable de contrôler précisément la mise sous pression du mélange et donc de disposer d’un capteur de pression dans la zone de mise sous pression de l’extrudeuse.

Un meilleur contrôle de la pression interne de l’extrudeuse, à différents endroits de l’extrudeuse, permet un meilleur contrôle du débit du mélange à extruder. En effet, le débit et la pression à l’intérieur de l’extrudeuse sont liés. Le débit du mélange à extruder à travers le conduit de l’extrudeuse est un des paramètres qui déterminent le travail appliqué au mélange par la vis d’extrusion. Il est donc souhaitable de disposer également d’un ou plusieurs capteurs de débit au sein de l’extrudeuse. Grâce à ceux-ci, on peut, par exemple, contrôler le débit d’entrée dans le conduit du mélange, le débit à travers une section obturable du conduit ou le débit en sortie d’extrudeuse.

Il est également préférable de contrôler la rugosité et l’aspect du mélange. Celui-ci peut être appréhendé selon l’épaisseur du mélange ou sa texture (grumeleuse ou non). Pour réaliser ce contrôle, on peut équiper l’extrudeuse de capteurs d’épaisseur, par exemple des capteurs laser, ou encore des caméras CCD qui permettent un contrôle de la texture du mélange et peuvent donc être considérées comme des capteurs d’aspect. Par ailleurs, les capteurs de rugosité pouvant équiper l’extrudeuse utilisent généralement une technologie optique.

Cette extrudeuse est capable d’extruder une très large gamme de mélanges si bien que tous les mélanges de gommes utilisés pour réaliser une bande de roulement d’une ébauche de pneumatique sont extrudables par la même extrudeuse. Ces différences entre les mélanges s’expriment selon l’indice de plasticité Mooney.

Pour caractériser la plasticité d’un matériau, on utilise un consistomètre oscillant tel que décrit dans la norme française NF T 43-005 (1991 ). La mesure de plasticité Mooney se fait selon le principe suivant : la composition à l'état cru (i.e., avant cuisson) est moulée dans une enceinte cylindrique chauffée à 100°C (37325 K). Après une minute de préchauffage, le rotor tourne au sein de l'éprouvette à 2 tours/minute et on mesure le couple utile pour entretenir ce mouvement après 4 minutes de rotation. La plasticité Mooney (ML 1+4) est exprimée en unité Mooney (UM, avec 1 UM=0,83 Newton.mètre). Plus la valeur de Mooney est basse, plus la viscosité avant cuisson est faible et meilleure est la processabilité de la composition.

A titre d’exemple de la large gamme de mélanges extrudés, les mélanges de gomme utilisés pour créer un ensemble de bande de roulement sont : un premier matériau en caoutchouc naturel à 100% pour réaliser une sous-couche avec un indice de Mooney ML1+4 de 80 à 110, puis un deuxième matériau pour réaliser la bande de roulement en caoutchouc synthétique à 100% avec un indice de Mooney ML1+4 de 70 à 100 suivis d’un troisième matériau pour réaliser les flancs composé d’un mélange de caoutchouc naturel/ caoutchouc synthétique (20% à 80% de caoutchouc naturel) avec un indice de

Mooney de ML1 +4 de 50 à 100.

Les composants structurels de l’extrudeuse, un exemple de capteurs permettant la collecte de données et un exemple de mélanges pouvant être extrudés par l’extrudeuse ayant été décrits, nous allons maintenant décrire les usages possibles de l’extrudeuse.

Usuellement, une extrudeuse est configurée pour permettre le meilleur compromis débit/température/travail/aspect pour le produit sortant le plus difficile à mettre en œuvre. Cette contrainte pénalise la performance d’extrusion des matériaux plus faciles à travailler. Le procédé de l’invention permet de configurer l’extrudeuse en continu en fonction des mélanges entrants. Le principe proposé permet de faire varier la section d’écoulement du matériau donc la perte de charge de l’extrudeuse pour optimiser le compromis débit/température/travail/aspect.

Le procédé est mis en œuvre comme suit.

Avant l’introduction du premier mélange, la position des doigts 100 est définie selon les propriétés physiques désirées en sortie de l’extrudeuse du premier mélange. Le travail appliqué par la vis 6 au mélange, appelé cisaillement, est donc initialement fixé.

Le premier mélange est introduit dans l’extrudeuse, il traverse la zone de mise sous pression A, puis arrive dans la zone de travail B de l’extrudeuse.

Il s’étend à présent dans le conduit à travers une ou plusieurs des sections obturables grâce aux différentes couronnes 14 pilotant les doigts 100. Suivant la position des doigts 100 dans les sections, le cisaillement du mélange par la vis 6 est plus ou moins grand. Par exemple, en position complètement sortie, le travail est maximal, et la perte de charge est grande. Cela permet de travailler le matériau à différents niveaux de consistance générés par l’élévation de sa température et selon différentes intensités.

A ce stade, le premier mélange étant introduit dans l’extrudeuse, on y introduit le second mélange. L’extrudeuse n’est pas arrêtée à cette occasion et continue à fonctionner normalement.

Dès que le premier mélange commence à sortir de l’extrudeuse, les collectes de données par les capteurs (visibles sur la figure 2) permettent de corriger si nécessaire les positions initiales des doigts 100. Comme illustré sur les figures 2 et 5, une régulation du procédé est réalisée (symbolisée par la lettre R).Le procédé devient auto-adaptatif grâce aux moyens techniques auto-adaptatifs de l’extrudeuse pilotés par des retours (température, aspect, rugosité, débit, pression symbolisés par les lettres T, A, Rg, D et P sur la figure 5). Bien entendu, si les capteurs présents à l’intérieur de l’extrudeuse mais pas en sortie de l’extrudeuse indiquent une pression, une température ou un débit anormal, une correction est apportée sans attendre la sortie du premier mélange. On réalise ainsi une régulation du procédé. Par exemple, on mesure l’aspect de l’extrudat de gomme en sortie de l’extrudeuse, par exemple sous la forme d’une bandelette. Si l’aspect se dégrade, on commande (symbolisé par la lettre C sur la figure 5) par exemple la sortie des doigts 100 d’une (ou des) couronne(s) afin d’augmenter le niveau de travail et de d’améliorer l’aspect du produit. On contrôle que la modification de position des doigts n’entraine pas une augmentation de température au-delà des tolérances. On doit également contrôler que la pression en amont des couronnes de doigts ne soit pas trop excessive.

A mesure que le premier mélange sort de l’extrudeuse doté des propriétés physiques voulues, il est utilisé immédiatement.

Alors que le premier mélange est extrudé par la vis 6 selon différentes intensités de cisaillement (plus les doigts 100 montés mobiles sont sortis, plus le travail, ie le cisaillement augmente et ce jusqu'à la fermeture quasi-totale de la section)., le second mélange arrive dans la zone de pression A. Pour éviter que les deux mélanges ne se mêlent, on réduit la section de passage du conduit en aval de laquelle se trouve l’intégralité du premier mélange.

La réduction est obtenue par l’avancée des doigts 100 montés mobiles dans le conduit. Suivant l’indice de Mooney du second mélange, l’obturation nécessaire est plus ou moins grande. Par exemple, elle peut être de 60%, ou 80% voire même 96%. Cette section réduite est située à l’entrée ou en sortie de la zone de travail B mais pas nécessairement. En l’espèce, il peut s’agir de la section 14b ou 14a. La section réduite peut aussi être située au milieu de la zone de travail B, délimitant ainsi une zone de travail propre entre deux sections obturées.

Généralement, il existe un tronçon de l’extrudeuse, délimité en aval par la section obturée, considéré comme principalement rempli de gaz. II est alors utile de dégazer ce tronçon. Le dégazage contribue à la continuité du produit sortant, sans inclusion d’air et sans les nuisances sonores. La valve de dégazage 24 permet de réaliser cette opération. Elle est située dans la section obturée, dans un doigt fixe 121 ou pas. Elle est fermée lorsqu’une pression de gomme est détectée et s’ouvre mécaniquement lorsque la pression de gomme détectée au niveau de cette couronne est nulle.

Une fois le dégazage effectué, on augmente la section de passage, grâce au retrait des doigts mobiles 100. Suivant l’indice Mooney du second mélange, l’augmentation est plus ou moins importante avant que le second mélange puisse traverser la section obturée. On peut également prévoir, de manière alternative ou non, qu’on attend qu’une plus grande partie du premier mélange soit évacuée avant que l’étape d’augmentation de la section ne commence.

De la même manière que pour le premier mélange, une fois que le second mélange commence à sortir de l’extrudeuse, les données collectées par les capteurs situés en sortie de l’extrudeuse permettent un pilotage dynamique de la position des doigts pour ajuster au besoin le cisaillement appliqué au mélange dans une zone de travail B de l’extrudeuse.

Ce procédé défini par ses étapes successives est donc automatisé selon une consigne d’au moins un des paramètres suivants :

- une pression à l’intérieur du support,

- une température à l’intérieur du support,

- une température d’au moins un des mélanges,

- un aspect d’au moins un des mélanges.

- une rugosité d’au moins un des mélanges.

Généralement, l’extrudeuse est pilotée grâce à ce procédé en fonction de plusieurs de ces paramètres comme expliqué précédemment.

L’extrudeuse peut être dotée de moyens de commandes informatiques commandés par au moins un programme d’ordinateur. Ce programme comprend sous forme enregistrée des instructions de code aptes à commander la mise en œuvre du procédé lorsqu'il est exécuté sur un ordinateur de l’extrudeuse. Ainsi, il est notamment possible d’y enregistrer :

- les données caractéristiques des mélanges à extruder,

- les caractéristiques désirées en sortie des mélanges à extruder, et

- les caractéristiques géométriques des éléments structurels de l’extrudeuse.

Un avantage du procédé décrit ci-dessus est qu’il permet de mieux gouverner le changement des matériaux entrants, tout en assurant la continuité du produit sortant et également de limiter le volume de produit mixé.

Un autre avantage est qu’il permet d’optimiser le compromis débit/température/travail/aspect du produit sortant. Ce procédé mis en œuvre par l’extrudeuse permet donc d’atteindre un niveau de flexibilité élevé. Le système permet aussi de gérer les variations de produit contenu dans l’extrudeuse lors des phases transitoires (arrêt, redémarrage, remplissage, vidage).

II permet également de compenser les variations géométriques de l’extrudeuse (usure générale, dispersion mécanique). II permet aussi de compenser les variabilités du produit entrant (dimensions, fournisseurs, vieillissement). Acontrario d’une extrudeuse classique dans laquelle le débit décroît avec l’usure, une extrudeuse dotée de ce procédé assure un maintien du débit par l’ouverture de la section d’écoulement.

Le système permet de gérer le changement des matériaux entrants, tout en assurant la continuité du produit sortant et également de limiter le volume de produit mixé. De manière préférentielle, le procédé évite de mélanger le premier matériau et le second matériau, (mélange de propriétés non conformes qui doit être évacué sous forme de chutes). II permet également d’éliminer chutes lors du changement mélange.

Bien entendu, on pourra apporter à l’invention de nombreuses modifications sans sortir du cadre de celle-ci.

Dans une variante, non illustrée sur les figures, la couronne 14 est absente, chaque doigt mobile 100 étant actionné par son propre vérin, les vérins de tous les doigts étant reliés à une unité centrale de commande.

Claims

Revendications

1. Procédé d’extrusion d’élastomères ou de produits plastiques, caractérisé en ce qu’il comprend les étapes successives suivantes :

- introduction d’un premier mélange d’élastomères ou de produits plastiques dans une extrudeuse (1),

- une fois achevée l’introduction du premier mélange, introduction d’un second mélange d’élastomères ou de produits plastiques dans l’extrudeuse (1),

- l’intégralité du premier mélange étant située en aval d’une section d’un conduit formé par un support (4) de l’extrudeuse (1) et une vis (6) d’extrusion, cette section étant orthogonale à un axe de la vis (6), réduction de la section de façon à empêcher le second mélange de traverser la section,

- dégazage d’un tronçon du conduit comprenant la section, et

- augmentation de la section de sorte que le second mélange traverse la section.
2. Procédé selon la revendication précédente dans lequel, au cours de l’étape de réduction, on réduit d’au moins 60%.
3. Procédé selon la revendication 1 dans lequel, au cours de l’étape de réduction, on réduit d’au moins 80% la section.
4. Procédé selon la revendication 1 dans lequel, au cours de l’étape de réduction, on réduit de 96% la section.
5. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes dans lequel on n’effectue l’augmentation de la section qu’une fois une plus grande partie, de préférence la totalité, du premier mélange évacuée hors d’une zone de travail (B) de l’extrudeuse.
6. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes dans lequel on n’introduit le second mélange dans la zone de travail qu’une fois une plus grande partie, de préférence la totalité, du premier mélange située en aval d’une zone de travail (B) de l’extrudeuse.
7. Procédé, selon l’une quelconque des revendications précédentes, automatisé d’après une consigne d’au moins un des paramètres suivants :

- une pression à l’intérieur du support (4),

- une température à l’intérieur du support (4),

- une température d’au moins un des mélanges,

- un aspect d’au moins un des mélanges et

- une rugosité d’au moins un des mélanges.
8. Extrudeuse (1) pour des élastomères ou des produits plastiques comprenant :

- une vis extrusion (6), et

- des moyens aptes à commander la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7.
9. Extrudeuse (1) selon la revendication précédente dans laquelle les moyens sont auto-adaptatifs.
10. Programme d'ordinateur qui comprend sous forme enregistrée des instructions 5 de code aptes à commander la mise en œuvre d'un procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 lorsqu'il est exécuté sur un ordinateur.

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