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Procédé et appareil pour la fabrication de corps creux à base de matière résineuse thermo-durcissante et produit en résultant.
La présente invention concerne des corps creux ou à cavités dans la composition desquels entrent une matière fibreuse et une résine durcissant sous l'action de la chaleur, appelée ci,après "thermo-durcissante". ainsi que le procédé permettant de fabriquer des corps de ce genre.
Dans ce qui suit, le terme "corps creux" doit s'en- tendre pour une "matière qui comprend deux ou plus de deux
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feuilles disposées l'une au-dessus de l'autre à un certain écartement 3¯'une de l'autre et reliées entr'elles par des éléments de liaison -appelés ci-après cloisons- qui s'éten.. dent transversalement d'une feuille à l'autre". par opposi- tion à des corps dont la paroi extérieure est obtenue en enveloppant d'une matière flexible un ou plusieurs mandrins ou organes intérieurs préalablement façonnés ou en enrou- lant une telle matière flexible autour desdits organes.
Le mot "feuille" englobe ici des éléments analogues à des feuilles et ne doit pas être interprété comme étant limité à des "feuilles planes'* étant donné que, dans certains cas, il peut être désirable que les feuilles soient autres que " planes" ; elles peuvent par exemple posséder une forme lon- gitudinalement cintfée ou pourvue de dessins superficiels sur la surface extérieure desdites feuilles.
Des corps creux conformes à l'invention seront cons- truits habituellement sous forme de panneaux rectangulai- res et sont susceptibles d'applications très étendues et variées dans l'industrie, mais le fait que ces panneaux conviennent tout particulièrement dans la construction des cloisons et vaigrages ou revêtements de navires peut être mentionné comme un exemple d'une des applications très avantageuses qu'ils sont susceptibles de recevoir.
A l'heure actuelle, les cloisons et revêtements ouvaigrages utilisés couramment dans la construction des navires sont faits de bois contre-plaqué, matière qui, entr'autres, est facilement combustible, absorbe l'eau, est sujette à se détériorer lorsqu'elle est mouillée ou humide, se prête à l'attaque par les insectes et est attaquée par les acides.
Les corps creux suivant 1'invention ne présentent pas ces inconvénients ; quelques-uns des avantages résultant de leur emploi dans la construction des navires seront par consé-
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quent évidents. Toutefois, d'autres avantages peuvent aussi résulter de l'emploi des corps creux suivant l'invention dans la construction des navires.
Par exemple la substitution des- dits corps creux au bois contreplaqué actuellement utilisé permet de réaliser une économie de poids mort ; meilleures propriétés physiques telles que la résistance à la traction et la résistance à la flexion sont obtenues pour les cloisons et les revêtements ; les corps creux peuvent aussi être utili- sés pour envelopper les conducteurs électriques sans qu'il soit nécessaire davoir recours aux gaines distinctes ordinairement utilisées à cet effet, étant donné que lesdits corps sont des isolateurs électriques et que leurs cavités peuvent être uti- lisées pour contenir les conducteurs ; et l'on peut réaliser de meilleurs isolements acoustiques en raison de la forme creuse des corps.
Bien qu'on ait spécialement mentionné l'utilisation des corps creux de cette invention dans les navires, on se rend compte que cette application n'est pas le seul domaine dans lequel ces corps sont susceptibles de recevoir des applications.
On peut, par exemple, les utiliser aussi dans la construction des bâtiments, par exemple pour les cloisons intérieures ou les portes ou à titre de revêtements, comme dans la construo- tion des appareils d'aviation ou des véhicules, et dans la fa- brication des meubles.
Un des bits de la présente invention est par consé- quent d'obtenir des corps creux faits de matières fibreuses et d'une résine therao-durcissante, telle que la résine de phénol-formaldéhyde , la résine d'urée-formaldéhyde et la ré- sine de crésol-formaldéhyde, qui puissent être utilisés avan- tageusement en remplacement des matières actuelles dans la construction des navires, des bâtiments et des autres struc- tures.
Un autre but de l'invention est d'obtenir des corps creux qui offrent une bonne résistance à la combustion, aux
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acides et aux insectes, qui n'absorbent en substance pas l'eau, et qui possèdent néanmoins une résistance mécanique amplement suffisante pour pouvoir être utilisés de façons très diverses pour la production de structures utiles.
L'invention a en outre pour objet des procédés et appa- reils pour la fabrication de ces corps creux .
Conformément à cette invention, un corps creux (tel qu'il a été défini plus haut,)formé d'une matière fibreuse et d'une résine thermo-durcissante comprend, à titre d'éléments de for- mation de feuille, des couches flexibles fibreuses qui sont revêtues d'une matière résineuse thermo-durcissante ou qui en contiennent et, à titre d'éléments de formation de cloison, des matières qui consistent en , ou contiennent, une matière résineuse thermo-durcissante, lesdites couches flexibles étant initialement séparées desdites matières formant cloison;
et les feuilles et cloisons sont liées entr'elles par ladite ma- tière résineuse thermo-durcissante de telle façon qu'elles constituent des parties intégrantes d'un tout comme résultat de l'opération consistant à soumettre l'ensemble des couches flexibles fibreuses et des matières formant cloison à un traitement thermique et sous pression suffisant pour assurer la prise et le durcissement de la matière thermo-durcissante.
Ladite matière fibreuse peut être, par exemple, une matière fibreuse, cellulosique, végétale ou minérale. Comme exemples de matières fibreuses de ce genre, on citera le pa- pier, le carton*-paille, le carton glacé ,l'amiante, le bois ou les tissus textiles tels que, par exemple les tissus de laine, de coton, de soie, de lin ou de chanvre ou les canevas.
Selon une autre caractéristique de l'invention, les feuilles espacées du corps creux, reliées entr'elles par les cloisons, sont composées chacune d'une série de feuilles élé- mentaires ou lamelles en matière fibreuse, ces lamelles fi- breuses étant unes entre elles par une matière résineuse thermo-durcissante.
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Lesdites cloisons peuvent être entièrement constituées par la matière résineuse thermo-durcissante, mais de préférence elles contiennent une matière fibreuse. Comme mentionné, il est préférable qu'elles contiennent une matière fibreuse, mais bien que celle-ci puisse être sous forme de petits morceaux ou pail- lettes distribuées dans toutes les parties des cloisons, les ré- sultats les plus avantageux, du point de vue de la résistance physique sont obtenus lorsque la matière fibreuse est composée de couches ou de matières en bande fibreuses. Par exemple, les cloisons peuvent être faites d'une ou plusieurs bandes ou cou- ches de bois, papier, ou tissu.
Lorsque les cloisons sont fai- tes individuellement d'une série de bandes ou couches de matiè- re fibreuse, ces bandes ou couches sont'unies les unes aux au- tres, et aux feuilles auxquelles sont reliées les cloisons, par la résine thermo-durcissante du corps creux. De préférence, les- dites bandes ou couches sont parallèles aux feuilles à l'endroit où les cloisons se raccordent auxdites feuilles.
Lorsqu'une matière en bande fibreuse est utilisée dans des cloisons et est initialement d'un caractère flexi- ble, comme c'est le cas du papier, par exemple, on peut la soumettre à un façonnage préalable, par exemple, par enroule- ment ou pliage, de façon qu'elle reçoive la forme nécessaire pour constituer une cloison et, sina on le désire, on peut utiè liser plusieurs bandes fibreuses préalablement façonnées de ce genre pour constituer chaque cloison, de telles bandes préa- lablement façonnées étant placées, par exemple, l'une sur l'autre oucôté à côte et étant unies entr'elles et aux feuilles auxquelles se raccordent les cloisons par la résine thermo- durcissante du corps creux.
Eventuellement et de pféférence, les parties fibreu- ses des cloisons du corps creux peuvent être constituées par des portions d'organes tubulaires fibreux pré-vabriqués, or- ganes dont d'autres portions constituent finalement des par-
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ties desfeuilles reliées par les cloisons.
Ainsi, par exemple, une série d'organes tubulaires identiques préf-abriqués, par exemple de forme rectangulaire ou trapézoïdale en section, peu- vent être utilisés pour constituer le corps creux ; ces organes étant disposés côte à côte de telle sorte que les portions fi- breuses de chaque cloison de certaines des cloisons soient cons- tituées par les parois latérales adjacentes des éléments de cha- que paire d'organes tubulaires adjacents, alors que les parois supérieure et inférieure de ces organes constituent respecti- vement le finalement des parties fibreuses des deux feuilles du corps creux auxquelles se raccordent les cloisons.
Selon une autre et très avantageuse variante, les por- tions fibreuses des cloisons du corps creux peuvent être cons- tituées par les portions constituant l'âme d'organes fibreux pré-fabriqués. ayant la forme d'une poutrelle à ailes, par exemple dun I ou d'un double T, en section. On peut préfabri- quer un organe fibreux de ce genre, par exemple en pliant une ou plusieurs bandes d'une matière fibreuse , telle que la pa- pier ou tissu, pour lui donner la forme requise en section ou à titre d'alternative et de préférence en formant une pièce tubulaire par enroulement ou pliage de la ou des bandes fi- breuses approximativement à l'épaisseur de paroi requise et en déformant alors cette pièce tubulaire pour la convertir en une pièce ayant en section la forme de poutrelle désirée.
Les cloisons du corps creux,spécialement dans le cas d'un corps creux de forme rectangulaire en plan, s'éten- dent de préférence, mais non nécessairement, parallèlement d'une extrémité du corps à l'autre et sont de préférence con- tinues. Ainsi, le corps creux présente des canaux ou cavités parallèles à extrémités ouvertes qui règnent d'un bout à l'au- tre dudit corps , et ces canaux ou cavités peuvent, si on le délire, être utilisés pour envelopper des câbles électriques
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et/ou pour constituer les conduits à air d'un système de, ventilation; ou pour recevoir une matière assurant un isole- ment thermique et/ou acoustique.
Il va de soi qu'un corps creux de ce genre, dans lequel les cliisons ne s'étendent que dans une seule direction, offre une plus grande résis- tance à la flexion dans les plans longitudinaux contenant les cloisons que dans un plan perpendiculaire à la longueur des cloisons. Par conséquent, lorsqu'on utilisera un tel . corps creux dans la construction d'un bâtiment, il sera préférable de disposer ce corps de façon que les cloisons s'étendent dans la direction dans laquelle la plus grande résistance à la flexion est désirée.
Il va de soi que les corps creux peuvent, si on le désire, recevoir, en plan, des formes autres que la forme rectangulaire. Par exemple, on peut leur donner la forme d'un secteur allant en se rétrécissant ou tronqué, en plan ; dans ce cas, les cloisons convergeraient de pré- férence vers l'extrémité la plus étroite du corps au lieu d'être parallèles entr'elles.
Si on le désire, on peut munir un ou chacun des côtés du corps creux d'une matière de revêtement ou de pa- rement d'une nature différente de celle du corps lui-même.
Une telle matière peut servir, par exemple, pour des buts d'ornementation ou d'utilité. Elle peut, par exemple, con- sister en un placage de bois, tel que le sapin, le chêne, l'acajou ou le noyer ; ou bien elle peut être un tissu ou papier décoratif. Ces matières de revêtement particulières ne sont toutefois mentionnées qu'à titre d'exemples, car on peut utiliser pour ainsi dire n'importe quelle matière fibreuse pour les buts envisagés.
La matière de revêtement est de préférence unie au corps creux par une résine thermo-durcissante, simulta- nément avec la formation du corps creux lui-même, et
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lorsqu'une surface relativement dure et résistant à l'usure est exigée pour la matière de revêtement, on fait en sorte, dans la fabrication, que la résine thermo-durcissante imprègne la totalité de la matière de revêtement, mais si l'on désire que la surface extérieure de ladite matière conserve ses caractéristiques normales (par exemple dans le cas d'un revê- tement en bois lorsqu'on désire que le revêtement soit capable d'être collé à une autre surface de bois ou de recevoir une couche de finissage normalement appliquée aux surfaces de bois),
on fait alors en sorte que la résine thermô-durcissante ne pénètre pas ladite matière de revêtement jusqu'à sa surfa- ce extérieure.
L'invention réside, en outre, dans le procédé de fabrication de corps creux à partir de matières fibreuses et de matières résineuses synthétiques, ce procédé consistant à prendre des couches fibreuses de résine thermo-durcissante, à disposer ces couches à un certain écartement les unes des autres en plaçant entr'elles des corps espacés formant cloi- sons qui sont faits d'une matière résineuse thermo-durcissante, ou qui en contiennent, et des mandrins ou organes conducteurs de la chaleur propres à constituer des cavités, appelés ci- après "noyaux", disposés de façon amovible entre les corps formant cloisons, et à soumettre lesdits éléments,
assemblés entre des plateaux bons conducteurs de la chaleur à l'action de la chaleur et d'une pression pour provoquer le ramollis- sement et l'écoulement de la résine thermo-durcissante en vue d'effectuer, dans la même opération, l'union de la résine des divers éléments assemblés qui en contiennent, puis la prise de cette résine.
Lesdites couches de matière fibreuse et de résine thermo-durcissante sont, de préférence, placées sur les cotés opposés d'un organe d'entourage ou cadre détachable, de pré- férence fait d'une matière très bonne conductrice de la cha- leur, par exemple de métal, dans lequel sont placés les
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noyaux ou mandrins et lesdits corps en matière formant cloi- son. Le cadre et les noyaux ou mandrins sont, de préférence, faits d'un métal possédant une surface polie, de telle sorte que la chaleur est transférée à toutes les surfaces du corps creux pendant le traitement thermique et sous pression dudit corps, ce qui contribue à assurer une polymérisation complète de la résine et confère une surface de bonne qualité au corps creux.
De préférence, des plaques métalliques sont aussi pla- cées au-dessus et au-dessous des matières assemblées, avant que celles-ci soient placées dans l'appareil qui les soumet à la chaleur et à la pression requises. Ces plaques peuvent posséder des surfaces polies ou mates ou d'autres surfaces convenablement formées, selon le fini exigé pour l'extérieur du corps creux.
Une presse hydraulique chauffée peut être utilisée pour le traitement par la chaleur et la pression des parties constituantes du corps creux, et ce traitement par la chaleur et la pression peut être réalisé sous des températures et des pressions normales en vue de la production de matières feuilletées à base de résine synthétique, c'est à dire des matières composées de couches fibreuses superposées qui sont unies les unes aux autres par une résine synthétique. Il n'est pas nécessaire de donner ici des détails d'un tel trai- tement par la chaleur et la pression, étant donné que les conditions requises seront faciles à déterminer par toutes personnes spécialisées dans la fabrication des matières feuilletées à base de résine synthétique, qui est actuelle- ment une industrie bien connue.
De préférence, les matières fibreuses et les ma- tières résineuses thermo-durcissantes dont sont faites les feuilles comprennent une série de lamelles ou couches fi- breuses ayant été traitées par une résine thermo-durcissante à l'état liquide et, de préférence, séchées ; et ladite matière destinée à constituer les cloisons comprend de
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préférence une matière fibreuse qui a aussi été traitée' par de la résine thermo-durcissante à l'état liquide et sé- chée, de sorte que, lorsque les matières assemblées sant soumises à une chaleur et une pression appropriées, la ré- sine desdites couches et celle de la matière de formation des cloisons coulent et s'interpénètrent de telle sorte que les divers éléments du produit final sont unis comme s'ils étaient des parties intégrantes de ce produit.
Le traitement de la matière fibreuse par la résine thermo-durcissante peut êttre réalisé de toute manière appro- priée, par exemple en plongeant la matière dans de la résine en solution, telle qu'une solution de la résine dans de l'al- cool, dans le cas d'une résine soluble dans les alcools ou telle qu'une "solution aqueuse!! de la résine, si la résine est du genre dit "soluble dans l'eau". L'immersion peut être effectuée par une opération continue ou intermittente. L'opé- ration continue serait commode lorsque la matière fibreuse à traiter est entraînée à partir d'une bobine ou d'une source similaire, alors que le procédé intermittent serait plus commode lorsque la matière fibreuse a déjà été découpée aux dimensions sous forme de bandes ou de couches avant d'être immergée.
Au lieu d'imprégner la matière fibreuse en l'im- mergeant dans une solution de résine, on peut la projeter à l'état divisé ou l'appliquer au pinceau ou de quelqu'autre manière sous forme d'une couche sur la matière fibreuse, soit sur une face seulement, soit sur les deux faces, suivant qu'il est nécessaire. Lorsque la matière fibreuse à traiter est, par exemple, sous forme de placages en bois ou de cou- ches fibreuses relativement épaisses ou lorsque la matière fibreuse n'est pas très absorbante, ou dans toutes autres circonstances dans lesquelles ceci serait avantageux, le traitement de la matière fibreuse par la résine thermo- durcissante peut être réalisé dans le vide.
La résine thermo-durdissante constituant l'agent
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de traitement des matières fibreuses peut être toute résine appropriée, par exemple une résine de phénol-formaldéhyde, une résine d'urée-formaldéhyde, ou une résine de crésol- formaldéhyde, et la matière résineuse peut contenir tout accélérateur approprié connu, par exemple de l'oxyde de calcium et/ou un lubrifiant, par exemple du pétrole, et/ou une ou plusieurs matières pigmentaires. D'ordinaire, les différentes parties fibreuses utilisées pour constituer un corps creux seront toutes traitées par la même résine thermo-durcissante.
De préférence, on sèche la matière fibreuse trai- tée par la résine avant de l'utiliser, ce séchage pouvant, par exemple, être effectué dans des fours de séchage ou étuves appropriés, c'est-à-dire dans des fours tunnels chauf- fés par des lampes ou des moyens équivalents de radiation de chaleur électrique.
D'autres caractéristiques de l'invention seront mises en évidence au cours de la description qui en sera donnée ci-après.
Pour mieux faire comprendre l'invention et faci- liter sa mise en pratique, des dessins ont été annexés à la présente description, sur lesquels :
La fig. 1 est une vue pespective d'une partie d'un corps creux typique, de la nature d'un plancher ou pan- neau, établi conformément à l'invention, quoique les propor- tions des diverses parties des corps creux conformes à l'in- vention puissent différer de celles représentées sur la fig.
1 dans dès cas différents ; par exemple, les cloisons peuvent être plus épaisses et/ou espacées d'une plus grande ou d'une plus petite distance dans certains cas que dans d'autres ;
La fige 2 est une vue en bout d'une partie d'un autre corps creux analogue à un panneau, construit conformé- ment à l'invention, les cloisons du corps étant, en ce cas, raccordées aux feuilles supérieure et inférieure dudit corps
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suivant des angles arrondis, EU lieu d'être raccordés sen- siblement à angle droit comme dans la fig. 1 ;
La fig. 3 est une vue en bout d'une partie d'un corps creux tel que celui représenté sur la fig. 1, mais pourvu d'une matière de revêtement sur ses surfaces supé- rieure et inférieure.
La fig. 4 est une vue analogue à la fig. 3, mais dans laquelle le corps creux ne comporte un revêtement que sur sa surface supérieure ;
La fig. 5 est une vue en bout d'une partie d'un corps creux établi conformément à l'invention et dont les cavités contiennent une matière de remplissage constituant un Isolement acoustique et/ou thermique.
La fig. 6 est une vue en bout d'une partie d'un corps creux tel que celui de la fig. 1, dans lequel la sur- face supérieure du corps est pourvue d'ornements moulés, qui sont dans ce cas constitués par des cannelures parallè- les aux cloisons.
La fig. 7 est une vue en bout avec coupe verticale partielle représentant schématiquement l'appareil et les matières utilisées pour fabriquer une forme de corps creux suivant l'invention, cette figure illustrant la méthode d'assemblage dudit appareil et desdites matières.
La fig. 8 est une vue en plan, le plateau central supérieur enlevé, de l'appareil et des matières de la fige
7, cette figure étant à une échelle plus petite que la fig. 7.
La fig. 9 est une coupe transversale par la ligne
IX-IX (fig. 8). mais montre l'appareil après que le traite- ment par la chaleur et la pression du contenu dudit appareil a été terminé.
La fig. 10 est une vue analogue à la fig. 8, mais montre la partie de cadre de l'appareil en cours de démon- tage après que le traitement par la chaleur et la pression du contenu de l'appareil a été terminé.
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Les fig. 11 à 18 incluse représentent schématique- ment divers procédés pour constituer les cloisons du corps creux, à,titre de différentes variantes du procédé illustré par la f ig. 7.
La fig. 19 est une vue perspective fragmentaire illustrant un autre procédé modifié de fabrication d'un corps creux suivant l'invention, lequel procédé utilise des pièces tubulaires fibreuses pour espacer les feuilles supé- rieure et inférieure faisant partie du corps creux.
La fig. 20 représente schématiquement par une vue perspective une façon d'établir les pièces tubulaires de la fig. 19.
La fig. 21 est une coupe transversale d'une pièce tubulaire établie de la façon illustrée par la fig. 20:
La fig. 22 est une vue en bout représentant sché- matiquement et à plus petite échelle la disposition de piè- ces tubulaires, telles que celle représentée en coupe sur la fig. 21. entre des couches fibreuses pour constituer un corps creux conforme à l'invention ; sur cette figure, on n'a pas représenté l'appareil utilisé avec lesdites pièces tubulaires et couches fibreuses pour convertir le tout en un corps creux fini.
La fig. 23 est une vue en plan de 1' appareil re- présenté en partie sur la fig. 19 (le plateau supérieur n'ayant pas été représenté sur la fig. 23) ; dans la fig.
23, les matières de la fig. 22 sont assemblées en vue du traitement par la chaleur et la pression qu'elles doivent subir.
La fig. 24 est une vue analogue à la fig. 23, montrant une modification de l'appareil de la fig. 23.
La fige 25 montre par une vue en plan unepartie d'une forme modifiée de l'appareil de la fig. 23.
La fig. 26 est une vue en bout analogue à la fig. 22, mais montre l'utilisation de pièces tubulaires
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pour espacer l'une de l'autre les feuilles supérieure et inférieure de l'ensemble, ces pièces ayant une forme trapé- zoidale au lieu de la forme rectangulaire en section.
Les figs. 27 et 28 représentent schématiquement l'empli de pièces fibreuses destinées à la formation des cloisons qui possèdent en section la forme d'une poutrelle (en I ou en double T dans cet exemple), dans la construc- tion d'un corps creux suivant l'invention.
La fig. 29 représente par une vue perspective fragmentaire une forme d'appareil dans laquelle les matiè- res servant à établir un corps creux conformément à l'in- vention peuvent être assemblées pour y subir le traitement par la chaleur et la pression lorsqu'on utilise, pour la formation des cloisons, des pièces ayant par exemple la forme d'un I ou d'un double T en section transversale.
La fig. 30 est une vue en bout d'une pièce desti- née à la formation des cloisons, cette pièce étant établie à partir d'un corps tubulaire à plusieurs épaisseurs obte- nu à l'aide d'une matière en feuille fibreuse.
La fig. 31 montré par une vue en bout un exemple d'un corps tubulaire à partir duquel la pièce de formation de cloison de la fig. 30 peut être constituée.
Les figs. 32, 33 et 34 sont respectivement une vue de face, une vue de côté et une vue en plan, montrant schématiquement une forme d'appareil convenant pour conver- tir le corps tubulaire de la fig. 31 en une pièce analogue à une poutrelle en I ou en double T, telle que celle de la fig. 30.
Les figs. 35, 36 et 37 sont respectivement une vue de face, une vue de côté et une vue en plan d'une dis- position modifiée de l'appareil représenté sur les figs.
32, 33 et 34.
En se référant aux dessins, on voit que la fig.
1 représente un fragment de corps creux, 1, établi confor-
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mément à l'invention. Il ressort de cette figure que ce corps creux a la forme d'un plancher ou panneau creux compo- sé d'une feuille supérieure 2 et d'une feuille imerieure parallèle 3 espacée de la feuille 2 à laquelle elle est reliée par des cloisons ou feuillets parallèles et latéra- lement espacés 4 qui s'étendent transversalement entre les feuilles 2 et 3 et qui, dans ce cas, leur sont perpendicu- laires. Entre les cloisons 4 et les feuilles 2 et 3, des cavités ou passages 5 s'étendent parallèlement d'un bout à l'autre du corps creux. Dans l'exemple de la fig. 1. les passages 5 sont rectangulaires vus en bout.
La figure 1 représente ainsi un exemple typique de corps creux établi suivant l'invention, mais il est bien entendu que les pro- portions des parties du corps creux peuvent, dans des cir- constances différentes, être différentes. Par exemple, dans certains cas les cloisons ont une plus grande épaisseur latérale, par rapport à l'épaisseur des feuilles 2 et 3, que dans le cas de la fig. 1. De plus, dans certains cas, les cloisons peuvent être soit plus rapprochées, soit plus; distantes les unes des autres. Dans l'exemple de la fig. 1, les feuilles supérieure 2 et inférieure 3 ont des surfaces extérieures planes, mais ceci n'est pas nécessairement toujours le cas.
La fig. 2 montre, vu en bout, un fragment d'un corps creux analogue à celui de la fig. 1, mais dans lequel les cloisons 4 se raccordent aux feuilles 2 et 3 par des parties d'angle arrondies 6 au lieu d'angles droits, afin d'augmenter la résistance mécanique de la jonction des cloisons avec les feuilles 2 et 3.
La fig. 3 représente, vue en bout, une partie d'un corps creux tel que celui de la fig. l, mais pourvu sur ses surfaces supérieure et inférieure de matières de revêtement ou de parement 7 et 8, respectivement. Dans ce cas, la matière de revêtement est le bois, par exemple un placage en bois.
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Le corps creux de la fig. 4 est semblable, à tous les points de vue' à celui de la fig. 3, excepté que la ma- tière de revêtement n'est prévue que sur un des côtés du corps creux, au lieu de l'être sur les deux côtés comme dans la fig. 3.
Le corps creux représenté par une vue en bout sur la fig. 5 est de la même forme que celui de la fig. l, mais, dans ce cas, les cavités 5 sont remplies d'une matière 9 résistant à la chaleur et/ou au son, telle que le liège.
La variante de corps creux représentée par la fig. 6 ne diffère de la forme de la fig. 1 qu'en ce que la surface supérieure de la feuille supérieure 2 n'est pas une surface plane ; elle est au contraire pourvue de cannelures 10 s'étendant parallèlement aux cloisons 4, mais on peut prévoir, si on le désire, tout autre motif de moulage ou d'ornementation en relief peu accentué sur un ou chacun des côtés du corps creux, les cannelures 10 n'ayant été indi- quées qu'à titre d'exemple d'une forme d'ornementation qui peut être adoptée pour la ou les surfaces du corps creux.
On décrira maintenant avec quelque détail un cer- tain nombre de façons différentes, basées toutes sur le même principe général, d'établir des corps creux tels que ceux des figs. 1 à 6, mais il est bien entendu que les corps creux, quelle que soit celle de ces façons dont ils ont été fabriqués, ont un aspect généralement analogue au corps creux de la fig. 1 et lui ressemblent étroitement. Il est aussi bien entendu que le corps creux peut posséder toute couleur ou toutes couleurs appropriées, ceci étant simple- ment une question d'emploi de pigments appropriés dans la fabrication de la matière.
Un procédé permettant d'établir une forme de corps creux suivant l'invention est représenté sur les figs. 7, 8, 9 et 10, qui ;montrent aussi l'appareil utilisé'.
Les feuilles supérieure 2 et inférieure 3 du corps creux sont composées d'une série de couches 11 d'une
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matière fibreuse telle que le papier, ayant été traitées par une résine thermo-durcissante, par exemple de résine de phénol-formaldéhyde, d'urée-formaldéhyde, ou de crésol- formaldéhyde. Le traitement peut être effectué de toute ma- nière appropriée, que ce soit pendant ou après la fabrication de ladite matière, et il peut comprendre une imprégnation complète des couches fibreuses, ou simplement le revêtement des couches par la résine en solution, ou la projection d'une telle solution sur les couches. De préférence, les couches fibreuses traitées sont séchées avant d'être utili- sées, ce séchage étant réalisé de toute manière appropriée, par exemple avec l'aide d' étuves.
On place un groupe de couches fibreuses 11 sur une plaque ou plateau-couvercle métallique plat inférieur 1.9 et, au-dessus de ces couches 11 (qui ent une forme rectangulaire en plan), on monte un cadre ou organe d'entourage métallique rectangulaire 13, qui est construit de faon qu'un ou plu- sieurs de ses c7tés soit amovibles . Par exemple, on voit sur la figure 8 qu'on peut enlever soit le côté 14, soit le côté 15, en enlevant les vis 16 ou 17 qui maintiennent les pièces du cadre assemblées. Les dimensions intérieures du $cadre 13, une fois assemblé, sont un peu plus petites que la longueur totale et la largeur totale du groupe de feuil- les fibreuses 11 sur lequel le cadre est placé.
Dans le cadre 13 et sur le groupe de couches fibreuses 11 reposant sur le plateau 12, on dispose une série de noyaux mandrins ou organes détachables propres à délimiter des cavités, ces organes étant constitués par des barres métalliques de la même hauteur ou épaisseur que le cadre 13. Dans l'exemple représenté, il est prévu deux noyaux ou organes en forme de prisme rectangulaire 18 et 19 et une série de paires de noyaux 20 et 21, ayant la forme d'un coin ou allant en se rétrécissant en plan. Ces divers noyaux sont disposés
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dans le cadre 13 de façon qu'il subsiste entre les paires adjacentes desdits noyaux en forme de coin des cavités 22 destinées à recevoir la matière dont les cloisons du corps creux doivent être faites.
Les cavités extrêmes 22 sont délimitées d'un côté par un des noyaux en forme de coin 20 ou 21 et, de l'autre côté, par un des noyaux 18 et 19.
Il ressort de la figure 8, en particulier, que les noyaux en forme de coin 20 et 21 sont disposés par paires avec leurs surfaces inclinées en contact, de façon à cons- tituer conjointement des noyaux composés divisibles de forme prismatique rectangulaire.
Dans les cavités 22, conformément au procédé repré- senté sur les figs. 7 à 10, est placée une matière de mou- lage thermo-durcissante (par exemple en forme de poudre ou de tablettes), et les cavités sont un peu plus que remplies, comme indiqué en 23 (fig. 7). Le stade suivant de la fabri- cation du corps creux consiste à placer sur le sommet du cadre 13 des couches fibreuses 11 traitées par de la rési- ne, ces couches étant analogues, en tant que forme et di- mensions, au groupe placé au-dessous du cadre, bien que le nombre de couches fibreuses utilisées à la partie supérieure ne soit pas nécessairement le même que le nombre des couches fibreuses 11 utilisées à la partie inférieure du cadre.
On place alors au sommet des couches fibreuses supérieures 11 un plateau métallique supérieur 24. les plateaux 12 et 24 ont de préférence une longueur et une largeur un peu plus grande que le cadre 13. On place alors le tout dans une presse chauffée à la vapeur, ou électriquement, ou de quelqu'autre manière appropriée, avantageusement une presse hydraulique, et on le soumet à l'action de la chaleur et d'une pression à un degré et pendant un temps propres à assurer le ravissement et l'écoulement de la résine thermo-durcissante de l'ensemble de façon à effectuer, en
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une seule et même opération, l'union des diverses parties dudit ensemble qui contiennent la résine thermo-durcissante, puis la prise et le durcissement de la résine thermo-àurcis- sante de toutes ces parties,
ce qui parachève l'union des parties, jusqu'alors séparées, utilisées dans la fabrication: A l'achèvement de l'opération de chauffage et de pressage, les pièces possèdent, en coupe transversale, la forme repré- sentée approximativement sur la fig. 9. On retire cet ensem- ble de l'appareil presseur et, lorsqu'il est suffisamment froid, on enlève le plateau supérieur 24, on enlève ensuite le coté 14 du cadre 13, après avoir desserré les vis 16, ledit côté étant enlevé dans le sens des flèches A de la fig. 10:
On enlève alors en bloc les trois autres côtés du cadre 13, par un mouvement dans le sens des flèches B, ce qui expose les bords du corps creux.
On enlève finalement les noyaux
18, 19, 20 et 21 du corps creux en les faisant mouvoir en bout et, si nécessaire, on peut exercer de légers chocs sur les extrémités desdits noyaux, avec un marteau ou un autre outil convenable, pour faciliter leur enlèvement./La forme
EMI19.1
La fig10 représente ces oganes au cours de leur enlèvement. de coin des noyaux composés 20 et 21 facllite l'enlévement: de ces organes du corps creux.
Sur la fig. 10, la feuille supérieure 2 du corps creux 1 a été supposée enlevée:
Les noyaux 18, 19, 20 et 21 ont, de préférence, des surfaces extrêmement polies, et les surfaces internes des plateaux 12 et 24 peuvent similairement être extrêmement polies, bien que, lorsqu'il est nécessaire de donner à l'une ou chacune des feuilles 2 et 3 du corps creux une surface mate ou une autre surface lisse non polie, il est bon que le plateau-couvercle correspondant 12 ou 24 possède une surface, de forme appropriée, au lieu'd'une surface à haut degré de poli.
Le cadre 13 et les noyaux 18, 19, 20 et 21 peuvent être et sont de préférence chauffés avant d'être assemblés
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de la manière décrite plus.haut, et ces pièces sont de pré- férence établies exactement, de façon à assurer le contact parfait des diverses pièces avec les surfaces adjacentes des matières dont est fait le corps creux. Un bon contact est désirable parce que ceci assure le support nécessaire des matières et évite leur déformation lorsque l'ensemble est soumis à une pression et parce que, de plus, un bon con- tact assure la transmission de la chaleur nécessaire aux surfaces intérieures des matières et effectue ainsi d'une manière parfaite le ramollissement initial exigé, puis là prise et le durcissement de la résine thermo-durcissante desdites matières.
Lorsque les noyaux ont été enlevés du corps creux, on rogne de préférence les bords des feuilles 2 et 3 pour leur donner un aspect fini.
Pour faciliter l'enlèvement des noyaux du corps creux fabriqué, on peut lubrifier ces noyaux à l'aide de pétrole ou d'un autre lubrifiant approprié avant de les assembler initialement.
L'appareil des figures 8, 9 et 10 et les appareils représentés sur toutes les autres figures des dessins annexés sont tous destinés à la fabrication de petits corps creux, mais l'appareil peut être établi sur une plus grande échelle en vue de la production de corp creux de grande dimension, ceux-ci pouvant avantageusement être de forme rectangulaire et posséder une longueur de 2,5 mètres et une largeur de 1,25 mètre.
Au lieu de remplir les cavités 22 constituées entre les noyaux de résine thermo-durcissante seulement, on peut les remplir d'un mélange d'une telle résine et de petits morceaux de matière fibreuse 25, par exemple de paillettes de papier ayant été traitées par de la résine thermo-durcissante, comme représenté dans la partie droite de la fig. 7.
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A titre d'alternative, au lieu de placer la ma- tière résineuse thermo-durcissante dans les cavités 22 Sous forme d'une poudre ou similaire, on peut lui donner) en la coulant, en la moulant, ou en la filant à la presse la forme préalable d'une barre ou bande non durcie, et la placer sous cettè forme dans les cavités 22, la matière résineuse thermo- durcissante n'étant, bien entendu, pas durcie ou solidifiée à ce stade. Bien entendu, de tels organes préalablement coulés ou moulés peuvent comprendre des fibres, par exemple un corps de remplissage en papier, en tissu ou en amiante, sous forme de paillettes, ou de petits brins.
La résine thermo-durcissante avec laquelle on traite les couches fibreuses 11 et qui est utilisée pour constituer les cloisons 4 peut contenir des accélérateurs, des pigments de coloration ou des lubrifiants, si on le désire, ainsiqu'il a été mentionné précédemment.
Les figs. Il à 18 montrent schématiquement l'appli- cation du procédé décrit au sujet des figures 7 à 10 à la production de corps creux utilisant différents genres- de ma- tière pour la formation des cloisons du corps creux. A l'ex- ception de cette différence dans la formation des¯cloisons, le procédé utilisé est dans tous les cas le même que celui décrit plus haut au sujet des figs. 7 à 10.
Dans le procédé représenté schématiquement sur la fig. 11, la matière utilisée pour constituer les cloisons 4 du corps creux comprend des lames de bois telles que la lame 26. Dans l'exemple représenté, la lame 26 est d'une seule pièce et possède la forme d'un prisme rectangulaire. Avant d'utiliser les lames 26 pour constituer un corps creux, on les traite par de la résine thermo-durcissante. Le traitement peut être réalisé par tout procédé approprié, par exemple un de ceux précédemment décrit en se référant aux couches fibreuses 11.
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Un autre procédé pour établir les cloisons 4 consiste à utiliser une série de bandes superposées 27 fai- tes d'une matière en bande fibreuse traitée par de la résine thermo-durcissante, par exemple des piles de bandes de pa- pier, de bois ou de tissu, et à disposer ces piles de bandes dans les cavités 22 de l'appareil, à la place de la matière résineuse thermo-durcissante 25 utilisée dans le procédé se- 27 lon les figs. 7 à 10; cette disposition de bandes/étant représentée schématiquement sur la fig. 12.
La fige 13, représente une variante de l'utilisa- tion d'une série de bandes fibreuses 27 en vue de la forma- tion des cloisons 4 du corps creux, cette variante consistant à utiliser des bandes fibreuses 28 disposées côte à côte au lieu d'être superposées comme dans la fig. 12.
La fig. 14 représente un procédé de formation des cloisons 4 qui présente une très grande analogie avec celui de la fig. 12, mais dans lequel les bandes fibreuses super- posées 27 sont toutes reliées entr'elles le long de leurs bords longitudinaux, lesdites bandes étant obtenues par le pliage répété en zig-zag d'une bande 29 de matière fibreuse, jusqu'à ce qu'on ait obtenu une pièce formant cloison de la hauteur requise.
La fige 15 représente une modification du procédé de formation des cloisons de la fig. 13, cette modification consistant à former d'une seule pièce toutes les bandes fi- breuses juxtaposées 28 à l'aide d'une seule bande de matière fibreuse 30 repliée en zig-zag sur elle-même un certain nombre de fois. Ce procédé est très analogue à celui de la fig. 14, excepté que, dans la fig. 15, les diverses couches ou lamelles de la matière fibreuse sont disposées dans des plans verticaux, alors que les couches fibreuses de la fig. 14 sont dans des plans horizontaux.
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La fige 16 représente un autre procédé de forma- tion des cloisons 4 qui consiste à enrouler une bande de matière fibreuse flexible sur elle-même pour constituer un organe formant cloison à plusieurs épaisseurs 31: Cet orga- ne peut être enroulé sous la forme oblongue en section trans- versale visible sur la fige 16, ou bien elle peut être ini- tialement circulaire en section transversale, par exemple, et être aplatie pour recevoir la section oblongue voulue par son passage entre des rouleaux presseurs, par exemple'.
Bans le procédé représenté sur la fige 17, deux des éléments de cloison 31 de la fig. 16, obtenus en enroulant une bande fibreuse, sont placés côte à côte pour constituer une seule cloison, alors que dans le procédé représenté sur la fige 18, quatre organes de ce genre 31 sont superposés pour constituer une cloison.
Dans tous les procédés décrits en se référant aux figs. 12 à 18, la matière en bande fibreuse utilisée pour fabriquer d'avance les organes servant à constituer les cloi- sons est de préférence traitée par la résine thermo-durcis- sante avant la formation desdits organes mais, à titre d'al- ternative, on peut fabriquer le ou lesdits organes destinés à constituer les cloisons avant de traiter la matière fibreu- se par la résine thermo-durcissante.
Les figs. 19 à 23 représentent un autre procédé, utilisé de préférence, permettant d'établir un corps creux conformément à l'invention, ce procédé étant le même, en principe; que les autres procédés décrits, mais différant principalement de ceux-ci dans la façon de constituer les cloisons, et donnant naissance à un corps creux plus résis- tant.
Dans la mise en pratique de ce procédé, une série d'organes tubulaires 32 sont constitués à l'aide d'une ma- tière en bande ou en feuille fibreuse, telle que le papier, qu'on traite, avant la formation des organes tubulaires,
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par la résine thermo-durcissante utilisée dans la fabrica- tion du corps creux (résine de phénol-formaldéhyde, résine d'urée-formaldéhyde, résine de crésol-formaldéhyde, etc..) ou une autre résine thermo-durcissante, de l'une quelconque des manières précédemment indiquées.
Les organes tubulaires peu- vent être établis de toute manière appropriée et posséder toute forme appripriée en section transv ersale. Ceux des figures 19 à 23 ont une forme rectangulaire en section et on les établit de préférence en prenant une ou plusieurs ban- des ou feuilles de papier ou autre matière fibreuse, ayant été imprégnée de résine thermo-durcissante et séchée, et en en enveloppant deux, trois ou tout nombre approprié, de noyaux ou de mandrins simples 18, de forme prismatique rec- tangulaire, placés côte à côte en contact et avec leurs ex- trémités alignées. On enroule la bande fibreuse ou la matière en feuille désignée par 33, sur la fig. 20, autour des noyaux 18 autant de fois qu'il peut être nécessaire pour qu'on obtienne l'épaisseur de paroi désirée de l'organe tubulaire 32.
Si on le désire, au lieu d'enrouler la matière fibreuse en feuille autour des mandrins 18 pour forme l'or- gane tubulaire 32, on peut établir d'abord cet organe sous la forme d'un tube cylindrique et le déformer ensuite pour lui donner la forme rectangulaire représentée au dessin, les mandrins 18 étant alors placés à l'intérieur des tubes pour les maintenir sous la forme rectangulaire et les sup- porter pendant les opérations subséquentes de chauffage et de pressage.
On place l'ensemble de l'organe tubulaire 32 et des noyaux 18 entourés par ledit organe et se comportant à la façon de gabarits à l'intérieur d'un cadre métallique
13 (analogue à celui décrit au sujet des figures 7 à 10 ou faisant partie, de la presse), conjointement avec une série
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d'organes tubulaires semblables contenant des noyaux 18, ces divers organes tubulaires étant placés côte à côte comme cela est représenté en plan sur la fig. 23. Les parois longitudi- nales verticales des organes tubulaires adjacents 32 sont mutuellement en contact, comme cela est représenté clairement, par exemple en 34, sur les figures 19 à 23.
De préférence, les organes tubulaires 32 s'étendent jusqu'aux extrémités des noyaux 18, comme on le voit sur la figure 23, ceux-ci n'ayant été représentés en saillie sur la figure 20 que pour la clarté du dessin. Dans le cas du dernier organe tubulaire 32 de la série, aux extrémités de droite et de gauche du cadre 13, les parois longitudinales verticales extérieures desdits organes ne sont pas en contact avec des parois similaires d'autres organes 32 et, si l'on désire obtenir une double épaisseur de matière fibreuse dans ces positions, une ou plusieurs bandes supplémentaires de matière fibreuse disposées sur champ peuvent être juxtaposées à la paroi extérieure verticale longitudinale de chacun des organes tubulaires extérieurs 32, comme représenté par exemple en 35 à droite de la figure 23:
Entre les extrémités du cadre 13 et la paroi la plus proche de l'organe tubulaire le plus proche 32, on peut insérer un ou plusieurs noyaux supplémentaires 18 disposés de façon à remplir le cadre, ou bien, pour permettre à une pression d'être exercée sur les noyaux et sur la matière qui se trouve entre lesdits noyaux dans une direction parallèle au cadre 13 et transversale audit noyau, le cadre ou la près- se peut être pourvu de dispositifs de poussée. De tels dis- positifs peuvent affecter des formes très diverses, et un appareil comportant des dispositifs de poussée de ce genre peut être utilisé dans l'un quelconque des procédés précé- demment décrits permettant de mettre cette invention en pratique.
Le dispositif de poussée représenté sur la fig. 23
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comprend une barre de poussée 36, analogue à tous points de vue à un noyau 18 mais destiné à être déplacé latérale- ment dans le sens des fléches C à l'aide de vis rotatives
37 qui sont montées dans des positions espacées dans le côté ou barre extrême 38 du cadre 13 et pourvues de poignées de manoeuvre 39 ou de tous autres moyens propres à permettre de les faire tourner.
Avant d'assembler des organes tubulaires 32 dans le cadre 13,comme il a été expliqué ci-dessus, on dispose d'abord des couches fibreuses 11 (propres à constituer la feuille inférieure 3 du corps creux) sur le plateau inférieur
12, puis on dispose le cadre 13 sur les couches fibreuses 11.
On remplit alors le cadre avec les organes tubulaires 32 et les noyaux 18. On place ensuite les couches fibreuses trai- tées supérieures 11 sur le cadre 13, on place le plateau supérieur 24 sur les autres parties assemblées et, finalement, on monte le tout dans la presse et on le soumet à l'action de la chaleur et d'une pression comme décrit au sujet du procédé illustré par les figures 7 à 10. Bien entendu, le cadre 13 est divisible pour permettre aux diverses pièces d'être enlevées dudit cadre à l'achèvement du traitement de durcissement ou de vieillissement et, en vue de f aciliter l'enlèvement des noyaux 18 après qu'ils ont été amenés à faire saillie partiellement hors du corps creux ; ces noyaux peuvent être percés de trous, tels que 40, daxls lesquels un outil peut être accroché.
Dans des opérations réalisées sur une échelle industrielle, cet enlèvement des noyaux peut être effectué automatiquement à l'aide d'un mécanisme hy- draulique ou autre approprié.
Sur la figure 24, on a représenté une forme mo- difiée d'appareil à cadre destiné à être utilisé pour la production de corps creux conformément a cette invention.
Cet appareil n'emploit pas un cadre rectangulaire complet
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13 , comme celui précédemment décrit, mais comprend un plateau inférieur métallique rigide 41 (qui remplace le plateau inférieur 12 dont il a été question précédemment), ce plateau 41 présentant à chaque extrémité une barre métal- lique 42, ayant la forme d'un coin en plan, fixée audit plateau, la face oblique 43 de ladite barre étant tournée vers l'intérieur. La barre 42 possède la même hauteur ou épaisseur que les noyaux 18, qui sont les mêmes que dans les autres- appareils décrits.
Pour coopérer avec les barres fi- xes en forme de coin 42, il est. prévu une paire de barres métalliques similaires 44, dont l'une seulement a été re- présentée sur la figure 24, ces barres étant identiques à tous les points de vue aux barres, 42, mais étant mobiles longitudinalement par rapport au plateau 41, et ayant leurs bords obliques -disposés face à face avec les bords obliques des harres 42.
Ainsi lorsqu'une série d'organes tubulaires 32 par exemple, sont disposés avec-: des noyaux 18 sur le plateau 41 entre les barres 44 et, en supposant que les bar- res 44 n'aient pas initialement été enfoncées à fond dans l'appareil mais fassent légèrement saillie hors de l'appa- reil par leurs extrémités larges, alors le fait d'enfoncer ensuite à fond les barres en forme de coin 44 a comme ré- sultat que le contenu de l'appareil se trouve convenablement comprimé dans une direction parallèle au plan du plateau 41 et perpendiculaire à la longueur des noyaux 18.
Un autre dispositif permettant d'exercer la poussée extrême sur le contenu du cadre est représenté sur la figure 25, dont la disposition ne diffère de celle de la figure 23 qu' en ce que la façon d'exercer la poussée latérale est mo- difiée ,les vis 37 étant remplacées par une barre de pous- sée 45 pourvue aux extrémités opposées de son côté extérieur de rampes 46 sur chacune desquelles agit un coin 47 destiné
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à coulisser dans une glissière 48 constituée dans une pièce en forme de pont 49 formant une des extrémités du cadre 13,
cette pièce étant fixée de façon amovible aux barres longi- tudinales dudit cadre à l'aide de vis 16 et 17. Les coins 46 sont destinés à recevoir un mouvement coulissant dans le sens de leur longueur par l'action de vis rotatives 50 montées dans les extrémités de la pièce 49, de sorte que, en faisant tourner les vis 50 dans le sens voulu, on peut faire coulis- ser les coins 47 l'un vers l'autre pour forcer la barre de poussée à se mouvoir dans le sens des flèches B et exercer ainsi le degré désiré de poussée latérale sur le conterudu cadre.
La figure 26 représente une modification du procédé décrit au sujet des figures 19 à 25 , laquelle modification consiste à utiliser, au lieu des organes fibreux tubulaires 32 de section transversale rectangulaire, des organes tubu- laires analogues 51 ayant la forme d'un trapèze en section, ces organes étant disposés avec leurs côtés larges en haut et en bas, alternativement , comme on le voit sur la figure 28; avec des organes tubulaires 51 de cette forme en section trans' versâle, les noyaux 18 devront être construits d'une manière correspondante, comme indiqué par exemple sur cette figure.
Des expériences ont démontré qu'on peut obtenir de très bons résultats en fabriquant des corps creux donformes à l'invention par l'un quelconque des procédés précédemment décrits, mais on notera qu'on obtient de meilleures propriétés physiques si l'on utilise , pour constituer les cloisons 4, des corps tubulaires tels que les corps 32 et 51,par exemple, décrits plus haut, ou lorsqu'on utilise pour constituer les cloisons des corps ayant en section la tonne d'une poutrelle pourvue d'ailes, telle que celle qui sera décrite plus loin.
Les résultats perfectionnés résultent du fait que, lorsqu'on utilise des corps tubulaires tels que 32 ou 51 ou des profilés
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du genre de ceux qui seront décrits plus loin, les parois supérieure et inférieure des corps tubulaires (ou les ailes supérieure et inférieure des pièces en forme de poutrelle) font finalement partie intégrante des feuilles supérieure 2 et inférieure 3 du corps creux final 1.
Lorsqu'on fait un corps creux ou un panneau moyennant l'emploi d'organes tubulaires 32 et de même lorsqu'on utilise des organes 52 en forme de poutrelles, on trouve que si on fait une coupe polie à travers la jonction d'une.cloison et de la feuille adjacente du panneau (par exemple la feuille supérieure) et si on prend une photographie agrandie de cette coupe, on verra des lignes indiquant les différentes lames de la cloison, s'étendant vers le haut dans la cloison et s'incurvant ensuite à droite et à ganahe respectivement à la jonction avec la feuille et continuant horizontalement dans la partie inférieure de la feuille, toutes ces lames apparaissant comme ininterrompues, avec des lignes indiquant les feuilletages de la matière en feuille initiale (lorsqu'on emploie de la matière feuilletée)
recouvrant les parties ho- rizontales ou de rebord des feuilletages de cloison et s'é- tendant de façon ininterrompue pour former la partie exté- rieure de la feuille.
Les figures 27 à 29 des dessins représentent un procédé permettant d'établir un corps creux conforme à l'in- vention avec l'aide d'organes 52 ayant en section la forme de poutrelles à ailés, c'est à dire dans le cas représenté, la forme d'un I ou d'un double T en section transversale, en vue de la formation des cloisons, lesdits organes étant pré- fabfiqués à partir d'une matière en bande fibreuse qui a été traitée par la résine thermo-durcissante requise ou qui est destinée à subir un tel traitement après la fabrication des organes.
Le procédé appliqué pour établir le corps creux après
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que les pièces en forme de poutrelle 52 ont été établies ressem- blent très étroitement aux autres procédés déjà décrits, et c'est pourquoi on ne le répètera pas en détail, mais on voit sur les figures 27 à 29 que les organes fibreux en forme de poutrelle 52, destinés à constituer des cloisons, sont placés côté à côte sur des couches fibreuses 11, les ailes 53 des organes adjacents 52 étant disposées en contact bord à bord.
Dans les cavités délimi- tées par les ailes en contact des organes 52 et les portions 54 de ces organes qui constituent l'âme de la poutrelle, on place des noyaux 18 ou des mandrins, de façon qu'ils supportent les ai- les 53 et les âmes 54 et qu'ils déterminent les positions de ces éléments pendant le traitement de chauffage et de pressage sub- séquent. Lorsque les organes 52 ont été assemblés de la façon décrite, on place sur eux des couches fibreuses supérieures 11 et, finalement, on pose le plateau supérieur 24 et l'on soumet l'en- semble à un tràitement par la chaleur et une pression, comme pré- cédemment décrit.
L'effet de ce traitement est de provoquer d'a- bord un écoulement de la résine thermo-durcissante des divers xxx éléments de l'ensemble qui contiennent cette résine, de sorte qu'il s'effectue entre ces éléments une interpénétration de la résine qui, brsqu'elle est finalement durcie ou solidifiée, assu- re une union très intime desdits éléments, qui deviennent des parties intégrantes d'un tout.
On voit aussi que les ailes 53 des organes 52 sont unies aux surfaces intérieures des feuilles supérieure 2 et inférieure 3 du corps creux sur toute l'étendue des surfaces intérieures desdites feuilles, de sorte que la jonc- tion est établie sur une surface de très grande étendue et que les fibres des feuilles supérieure 2 et inférieure 3 sont reliées aux fibres des cloisons 4 de telle sorte qu'elles constituent un ensemble solidàire , et ceci est particulièrement le cas lorsque les organes pré-fabriqués 52 formant les cloisons sont obtenus à l'aide de la matière en feuille fibreuse enroulée examinée de la faç&n qui va maintenant être décrite.
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Une méthode très satisfaisante d'établir des cloisons ou éléments de cloison ayant en section la forme d'une pou- trelle à ailes, par exemple la forme d'un I ou d'un double T en section transversale, est représentée sur les figures 30 à 34 des dessins annexés.
Selon cette méthode, une bande 53 en matière fibreuse possédant les dimensions requises,est enroulée pour constitue: un organe tubulaire 56, tel que celui vu en bout sur la fig.3 On continue l'enroulement jusqu'à que la paroi de l'organe tubulaire possède l'épaisseur et le nombre de plis ou couches voulus. Après que cet organe tubulaire a été établi, on le convertit de la forme circulaire en section à la forme d'un I ou d'un double T en section représentée sur la figure 30, les lignes de traits mixtes 57 de la figure 31 illustrant un sta- de intermédiaire de l'opération consistant à convertir l'or- gane tubulaire en l'organe vu en bout sur la figure 30.
Ainsi qu'il ressort de la figure 30, chacune des ailes 53 de l'organe en formede poutrelle 52 et l'âme 54 de cet organe sont composées d'une série de plis ou couches faisant partie de la bande fibreuse qui a été utilisée pour former l'organe tubulaire de la figure 31; de plus, les plis des di- vers éléments, c'est à dire des ailes/de l'âme, de l'agane en forme de poutrelle 52 constituent un ensemble solidaire, étant donné que tous sont faits de la même bande initiale de matière fibreuse, qui n'a été coupée dans aucune de ses par- ties à un stade quelconque de la fabrication péalable de l'or- gane 52.
La matière en bande fibreuse dont sont faits les or- ganes en forme de poutrelle 52 peut être traitée par une ma- tière résineuse thermo-durcissante avant d'être enroulée sous la forme représentée sur la figure 31 ou à tout autre stade de la fabrication des organes cloisons 52 en forme de poutrelle,
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ou bien ces organes peuvent être traités par une résine thermo-duricissante après avoir été fabriqués.
Un procédé pour convertir l'organe tubulaire 56 (fig.31) formé d'une bande fibreuse enroulée en un organe ayant la forme de poutrelle requise est représenté sur les figures 32 à 34 incluse.
On voit sur ces figures que l'organe tubulaire 56 est entraîné dans le sens des flèches E (fig.33) entre deux rouleaux ou galets presseurs horizontaux 57 et 58, disposés sur des axes horizontaux 59 et 60, situés directement l'un au-dessus de l'autre et parallèles entre eux, la distance entre les parties les plus rapprochées des périphéries des rouleaux 57 et 58 étant égale à la hauteur totale de l'élément cloison 52 lorsque cet élémënt a reçu sa forme de poutrelle finale.
Les galets 57 et 58 aplatissent ainsi l'organe tubu- laire 56, comme on le voit clairement sur la figure 33, pen- dant que d'autres rouleaux presseurs 61 et 62 , qui sont at- teints les premiers-par l'organe tubulaire 56 et qui tournent autour d'axes verticaux parallèles 63 et 64, sont disppsés pour reposer par leurs périphéries sur les côtés de l'organe tubulaire 56 et pressent ces côtés vers l'intérieur de façon que des portions centrales desdits côtés, égales en hauteur à la hauteur intérieure de 1' âme 54 de l'organe en forme de poutrelle 52 (fig.30) une fois fabriqué, soient amenées mu- tuellement en contact suivant un plan médian longitudina cen- tral.
Le tube 56 passe ainsi dans l'appareil sous une forme tubulaire et quitte l'appareil, sur le côté des rouleaux 57 et 58 qui est opposé à celui par lequel ce tube est entré dans l'appareil, sous forme d'une poutrelle à I ou à double T, com- me on le voit clairement sur les figures 32 à 34.
Une modification de l'appareil des figures 32 à 34 est représentée sur les figures 35 à 37 et consiste uniquement
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à remplacer les rouleaux presseurs latéraux 61 et 62 par une paire de plaques latérales 65 et 66 disposées horizontalement, de façon stationnaire ou réglable, dans un plan horizontal commun et ayant leurs bords adjacents intérieurs 67 et 68 espacés l'un de l'autre d'une distance égale à l'épaisseur latérale de l'âme 54 de l'organe formant cloison 52. Ainsi est constituée une fente de façonnage de cloison, et cette . fente présente une extrémité évasée 69 obtenue par un décou- page approprié des plaques 65 et 66.
De cette façon, à mesure que l'organe tubulaire 56 pénètre dans l'appareil, il est d'abprd graduellement déformé latéralement pour produire l'âme 54; et il est ensuite soumis à l'action des rouleaux presseurs 57 et 58, qui l'aplatissent et terminent la forme de poutrelle de l' organe.
Il est à remarquer que dans les procédés décrits,. il est essentiel d'amener la résine à se ramollir, à s'écou- ler et ensuite il se polymériser jusqu'à la dureté finale dans toutes les parties (particulièrement dans les sections de cloison) qui doivent être rendues denses en même temps et que ceci exige qu'une pression adéquate soit appliquée dans une direction parallèle aux feuilles du dessus ou du dessous et transversale aux longueurs des cloisons du pan- neau, ainsi qu'une pression transversale aux feuilles de celui-ci, ces pressions étant maintenues pendant l'applica- tion de la chaleur, avec toutes les pièces à travers les- quelles la chaleur est produite en contact intime l'une avec l'autre.
Dans l'opération, certaines difficultés pratiques ont également dû être surmontées concernant la prise complète de la résine, le transfert de l'ensemble dans la pressé et l'enlèvement du mandrin après l'achèvement du panneau:
Ainsi, les mandrins requis devaient être capables de résister à la pression lorsque l'ensemble est comprimé et devaient dans la plupart des cas être bons conducteurs de la chaleur et il devait être possible de les enlever
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longitudinalement après le chauffage et le pressage, de sorte qu'ils devaient avoir des surfaces aussi exemptes de frotte- ment que possible,par exemple par le fait qu'elles étaient lisses et polies.
Pour faciliter leur enlèvement, les mandrins peuvent aller légèrement en s'amincissant, les surfaces inté- rieures de mandrins adjacents allant en s'amincissant en sens inverse de façon qu'on puisse les enlever par le bout plus fac ilement. Lorsque de la chaleur est appliquée à partir des plateaux chauffés de la presse, les mandrins doivent être chauffés à une température suffisamment élevée pour empêcher la cristallisation de la résine sur les surfaces de la cons- truction en contact avec les mandrins ce qui se produit comme on le sait, lorsque la résine fait prise contre une surface froide.
De même, la différence de température entre les man- drins et la construction formée environnante doit être aussi petite que possible pour réduire le frottement lorsque les mandrins sont élevées et l'ensemble tout entier y compris les mandrins, doit être tel qu'il contribue à la conduction de la chaleur vers toutes les parties de la matière fibreuse imprégnée vu que toutes les parties des cloisons doivent être traitées complètement. Par conséquent, en pratique, des man- drins métalliques sont habituellement nécessaires et l'ensem- ble pour un panneau de dimension appropriée pour l'emploi dans la construction de navires, par exemple, y compris le nombre nécessaire de mandrins, est très lourd.
Lorsqu'un pareil ensemble, établi sur des feuilles de fond en matière flexible telle que du papier doit être transféré dans la presse, il se produit de la difficulté à maintenir toutes les pièces dans la position convenable pen- dant le transfert, spécialement lorsque le corps creux ou le panneau est grand, par exemple huit pieds sur quatre pieds, vu que l'ensemble pèse plusieurs tonnes.
On peut toutefois réaliser de façon satisfaisante ce transfert en donnant de
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la rigidité à l'ensemble en le munissant de plaques supé- rieures et inférieures rigides conductrices de la chaleur et en serrant de préférence tous les organes formant cloi- sons et les mandrins ensemble dans le châssis qui a des parties latérales amovibles de telle sorte que toute la pression nécessaire est appliquée transversalement aux par- ties s'étendant transversalement aux cloisons, pour comprimer celles-ci et les rendre denses et pour assurer le contact intime entre toutes les parties de celles-ci et .les mandrins, ce qui contribue à la conduction la plus parfaite de la cha- leur à toutes les parties.
Il est à remarquer également que domme la construction est durcie autour des mandrins sous une pression considérable, le problème de l'enlèvement de ceux-ci dans la suite, dans le cas d'un travail sur une grande échelle,était considéré comme devant représenter de grandes difficultés, mais on a trouvé qu'avec les procédés et les précautions indiqués ici, on peut les extraire par les ex- trémités opposées de la construction au moyen d'une force, appropriée sans détériorer la construction.
Dans la construction préférée, comme on l' a indiqué plus haut, des cloisons à rebords sont formées d'une matière en bande continue ininterrompue enroulée ou pliée sur elle- même pour fournir des lames qui s'étendent sans interruption à travers la, cloison et les parties de rebord de chaque cloi- son, de telle manière que, les fibres s'étendant en forme d'arc de la partie verticale dans la partie horizontale de la cloison , on obtient les meilleures conditions pour réa- liser la solidité à la jonctiondes parties montantes et les parties de rebord.
Il peut fréquemment être désirable de munir un corps creux établi suivant l'invention d'une matière de revêtement' ou de parement, par exemple en papier, tissu ou bois, que ce soit pour des buts d'ornementation ou pour des
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buts utilitaires, et les figures 3 et 4 montrent des corps creux conformes à l'invention qui sont pourvus d'une matière de revêtement sur les deux surfaces, dans le cas de la fige 3, et sur une surface seulement, dans le cas de la fig. 4, la. matière utilisée étant ici le bois. Il est très utile de pou- voir munir un corps creux établi suivant l'invention d'une surface de bois, par exemple. Une telle surface de bois peut être obtenue à l'aide d'un placage en bois, qui donne au corps creux un aspect très satisfaisant.
D'autre part, 1'emploi de la surface de bois est très intéressant lorsqu'il et néces- saire defixer deux ou plus de deux corps creux lesuns aux autres ou d'assujettir un corps creux à une pièce de bois, à l'aide d'une colle ordinaire telle que celle utilisée pour fixer les pièces de bois entr'elles,par exemple les pièces de bois d'un appareil d'aviation.
Le procédé pour unir la matière de revêtement au corps creux peut consister à placer simplement ladite matière sous forme d'une feuille sur les couches fibreuses assemblées 11, à titre de stade supplémentaire de la fabrication du corps creux, et à placer l'ensemble, y compris la matière de revêtement, dans la presse pour le soumettre au traitement par la chaleur et la pression de la manière déjà décrite.
Il en résulte que la résine thermo-durcissante des couches fibreuses adjacentes à la matière de revêtement pénètre dans celle-ci et effectue finalement l'union de cette matière avec le corps creux. A titre d'alternative, la matière de revêtement elle-même peut être imprégnée ou garnie, par éten- dage ou par projection, au degré voulu, de la matière rési- neuse thermo-durcissante, de sorte que lorsqu'on soumet l'ensemble, y compris la matière de revêtement, au traitement par la chaleur et la pression, la résine de la matière de revêtement et celle des couches fibreuses adjacentes coulent
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l'une dans l'autre et s'interpénètrent de telle sorte que, après que la résine a fait prise' et s'est durcie, le revête- ment se trouve fixé au reste du corps creux,
comme s'il en faisait partie intégrante. Si la matière )Se revêtement est imprégnée dans toutes ses parties de la résine thermo-dur- cissante, l'effet du traitement par la chaleur et la pression est de la solidifier en lui donnant une surface dure xx qui résiste à la chaleur et à l'usure et qui se prête à un poli élevé ou à un fini mat, selon que le plateau 12 et/ou le pla- teau 24 utilisés dans le traitement par la chaleur et la pression ont un poli élevé ou un fini mat.
Dans les cas où l'on ne désire pas compter sur la fixation de la ou des feuil- les de revêtement au corps creux par la résine thermo-durcis- sante coulant des couches fibreuses adjacentes 11 et où, en même temps, il est nécessaire que la matière de revêtement, telle que le bois, soit laissée avec sa surface normale, il peut être préférable de ne garnir la matière de revêtement par étendage ou projection, de résine thermo-durcissante, que sur une de ses faces. En pareil cas, on a soin, pendant cette opération, de ne garnir la matière de revêtement, par étendage ou par projection, que sur la surface qui est des- tinée à entrer en contact avec les couches fibreuses 11 du corps creux.
Ainsi, lorsque le procédé de fabrication est terminé, la matière de revêtement possède une surface nor- male qui, dans le cas du bois, par exemple, peut être poncée, colorée, peinte ou collée sur une surface similaire ou d'autres objets eh bois, etc...
Il va de soi que, dans la production de corps creux conformément à cette invention, il n'est pas nécessaire (bien qu'il soit ordinairement plus commode) d'utiliser partout le même genre de matière fibreuse pour constituer les divers'éléments du corps creux. On peut évidemment uti- liser pour les couches de recouvrement des genres de matière fibreuse différents de ceux utilisés pour les cloisons, ou
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bien on peut utiliser un mélange de matières fibreuses dans l'une quelconque des parties constituant le corps creux:
Il est important, dans la fabrication de corps creux conformément à cette invention, de faire en sorte qu'un trai- tement convenable par la chaleur et la pression soit appliqué aux diverses parties constituantes du corps pendant la fabri- cation et, par conséquent, la forme du cadre précédemment décrit (constituant un organe d'entourage pour les noyaux et les matières formant les cloisons), ainsi que celle des noyaux et des plateaux, est importante, puisque ces organes consti- tuent en réalité un moule qui définit la forme finale que doit recevoir la masse entière des matières avant que cette masse soit devenue parfaitement dure et qui sert en même temps à transférer la chaleur aux parties contenant de la résine.
Il va de soi que si les feuilles supérieure 2 et inférieure 3 du corps creux doivent recevoir une ou des sur- faces décorées, ou autres que planes, les plateaux 12 et 24 devront être façonnés d'une manière appropriée.
Revendications.
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A method and apparatus for the manufacture of hollow bodies based on thermosetting resinous material and resulting product.
The present invention relates to hollow bodies or bodies with cavities in the composition of which enter a fibrous material and a resin hardening under the action of heat, hereinafter referred to as "heat-hardening". as well as the process for making such bodies.
In the following, the term "hollow body" should be understood as "material which comprises two or more
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sheets arranged one above the other at a certain distance 3¯ 'from each other and interconnected by connecting elements - hereinafter referred to as partitions - which extend transversely. 'one sheet to another'. in contrast to bodies the outer wall of which is obtained by enveloping with flexible material one or more mandrels or inner members previously formed or by winding such flexible material around said members .
The word "sheet" herein embraces sheet-like elements and should not be interpreted as being limited to "flat sheets" * since in some cases it may be desirable that the sheets be other than "flat". they may, for example, have a shape that is lengthwise curved or provided with surface patterns on the outer surface of said sheets.
Hollow bodies according to the invention will usually be constructed in the form of rectangular panels and are capable of very wide and varied applications in industry, but the fact that these panels are particularly suitable in the construction of partitions and linings or coatings of ships can be mentioned as an example of one of the very advantageous applications which they are likely to receive.
At present, bulkheads and claddings commonly used in ship construction are made of plywood, a material which, among others, is easily combustible, absorbs water, is prone to deterioration when is wet or damp, lends itself to attack by insects and is attacked by acids.
The hollow bodies according to the invention do not have these drawbacks; some of the benefits resulting from their employment in shipbuilding will therefore be
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quent obvious. However, other advantages can also result from the use of the hollow bodies according to the invention in the construction of ships.
For example, the substitution of said hollow bodies for plywood currently used makes it possible to save dead weight; better physical properties such as tensile strength and flexural strength are obtained for partitions and cladding; hollow bodies can also be used to wrap electrical conductors without the need for separate sheaths ordinarily used for this purpose, since said bodies are electrical insulators and their cavities can be used for contain the conductors; and better sound insulation can be achieved due to the hollow shape of the bodies.
Although special mention has been made of the use of the hollow bodies of this invention in ships, it is realized that this application is not the only field in which these bodies are likely to have applications.
They can, for example, also be used in the construction of buildings, for example for interior partitions or doors or as coverings, as in the construction of aircraft or vehicles, and in the fa- tinkering with furniture.
One of the bits of the present invention, therefore, is to obtain hollow bodies made of fibrous materials and a heat-hardening resin, such as phenol-formaldehyde resin, urea-formaldehyde resin and resin. - cresol-formaldehyde sine, which can be used advantageously as a replacement for current materials in the construction of ships, buildings and other structures.
Another object of the invention is to obtain hollow bodies which offer good resistance to combustion, to
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acids and insects, which substantially do not absorb water, yet possess ample mechanical strength to be able to be used in a variety of ways for the production of useful structures.
The invention further relates to methods and apparatus for the manufacture of such hollow bodies.
In accordance with this invention, a hollow body (as defined above) formed of a fibrous material and a thermosetting resin comprises, as sheet-forming elements, layers Fibrous hoses which are coated with or contain a thermosetting resinous material and, as partition-forming elements, materials which consist of, or contain, a thermosetting resinous material, said flexible layers being initially separated from said bulkhead materials;
and the sheets and partitions are bonded together by said thermosetting resinous material such that they constitute integral parts of a whole as a result of the operation of subjecting the assembly of flexible fibrous layers and partition-forming materials to sufficient heat treatment and pressure to ensure the setting and hardening of the heat-hardening material.
Said fibrous material can be, for example, a fibrous, cellulosic, vegetable or mineral material. Examples of such fibrous materials are paper, straw board, glossy board, asbestos, wood or textile fabrics such as, for example, woolen, cotton, woolen fabrics, silk, linen or hemp or canvas.
According to another characteristic of the invention, the sheets spaced apart from the hollow body, interconnected by the partitions, are each composed of a series of elementary sheets or lamellae of fibrous material, these fibrous lamellae being one between. they by a thermo-hardening resinous material.
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Said partitions may be entirely made of the thermosetting resinous material, but preferably they contain a fibrous material. As mentioned, it is preferable that they contain a fibrous material, but although this may be in the form of small pieces or flakes distributed in all parts of the partitions, the most advantageous results, from the point of view of view of physical strength are obtained when the fibrous material is composed of layers or fibrous web materials. For example, partitions can be made from one or more strips or layers of wood, paper, or fabric.
When the partitions are made individually of a series of bands or layers of fibrous material, these bands or layers are united to each other, and to the sheets to which the partitions are connected, by the thermo-resin. hardening of the hollow body. Preferably, said bands or layers are parallel to the sheets where the partitions connect with said sheets.
When a fibrous web material is used in partitions and is initially of a flexible character, as is the case with paper, for example, it may be subjected to prior shaping, for example by winding. or folding, so that it receives the shape necessary to constitute a partition and, if desired, several previously shaped fibrous bands of this kind can be used to constitute each partition, such previously shaped bands being placed , for example, one on top of the other or side by side and being united to each other and to the sheets to which the partitions are connected by the thermosetting resin of the hollow body.
Optionally and preferably, the fibrous parts of the partitions of the hollow body may be constituted by portions of pre-fabricated fibrous tubular members, organs of which other portions ultimately constitute parts.
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ties of leaves connected by partitions.
Thus, for example, a series of identical prefabricated tubular members, for example of rectangular or trapezoidal shape in section, can be used to constitute the hollow body; these members being arranged side by side so that the fibrous portions of each partition of some of the partitions are formed by the adjacent side walls of the elements of each pair of adjacent tubular members, while the upper walls and lower of these members respectively constitute the finally of the fibrous parts of the two sheets of the hollow body to which the partitions are connected.
According to another and very advantageous variant, the fibrous portions of the partitions of the hollow body may be constituted by the portions constituting the core of pre-fabricated fibrous members. having the shape of a flanged beam, for example of an I or a double T, in section. Such a fibrous organ can be prefabricated, for example by folding one or more strips of a fibrous material, such as paper or tissue, into the required shape in section or as an alternative and preferably by forming a tubular part by winding or folding the fiber strip (s) to approximately the required wall thickness and then deforming this tubular part to convert it into a part having in section the desired joist shape.
The partitions of the hollow body, especially in the case of a rectangular hollow body in plan, preferably, but not necessarily, extend parallel from one end of the body to the other and are preferably conical. tinuous. Thus, the hollow body has parallel channels or cavities with open ends which run from one end of said body to the other, and these channels or cavities can, if it is delusional, be used to wrap electric cables.
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and / or to constitute the air ducts of a ventilation system; or to receive a material providing thermal and / or acoustic insulation.
It goes without saying that such a hollow body, in which the partitions extend only in one direction, offers greater resistance to bending in the longitudinal planes containing the partitions than in a plane perpendicular to the partition. the length of the partitions. Therefore, when using such. hollow body in the construction of a building, it will be preferable to arrange this body so that the partitions extend in the direction in which the greatest resistance to bending is desired.
It goes without saying that the hollow bodies can, if desired, receive, in plan, shapes other than the rectangular shape. For example, we can give them the shape of a sector going by narrowing or truncated, in plan; in this case, the partitions would preferably converge towards the narrower end of the body instead of being parallel to each other.
If desired, one or each of the sides of the hollow body can be provided with a coating or facing material of a different nature from that of the body itself.
Such material can be used, for example, for ornamental or utility purposes. It may, for example, consist of a veneer of wood, such as fir, oak, mahogany or walnut; or it can be a decorative fabric or paper. These particular coating materials are, however, only mentioned by way of example, since virtually any fibrous material can be used for the intended purposes.
The coating material is preferably joined to the hollow body by a heat-hardening resin, simultaneously with the formation of the hollow body itself, and
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when a relatively hard and wear-resistant surface is required for the coating material, the thermosetting resin is caused in the manufacture to permeate all of the coating material, but if desired that the outer surface of said material retains its normal characteristics (for example in the case of a wood siding when it is desired that the siding be capable of being bonded to another wood surface or of receiving a layer of finishing normally applied to wood surfaces),
this is done so that the thermally hardening resin does not penetrate said coating material to its outer surface.
The invention also resides in the method of manufacturing hollow bodies from fibrous materials and synthetic resinous materials, this method consisting in taking fibrous layers of thermosetting resin, in placing these layers at a certain spacing between them. from each other by placing between them spaced bodies forming partitions which are made of a thermosetting resinous material, or which contain it, and mandrels or heat conducting members suitable for constituting cavities, called ci- after "cores", removably disposed between the bodies forming partitions, and in subjecting said elements,
assembled between plates which are good conductors of heat to the action of heat and pressure to cause softening and flow of the thermosetting resin in order to effect, in the same operation, the union of the resin of the various assembled elements which contain it, then the setting of this resin.
Said layers of fibrous material and of thermosetting resin are preferably placed on the opposite sides of a surrounding member or detachable frame, preferably made of a material which is very good conductor of heat, for example of metal, in which the
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cores or mandrels and said bodies of partition-forming material. The frame and the cores or mandrels are preferably made of a metal having a polished surface, so that heat is transferred to all surfaces of the hollow body during the heat and pressure treatment of said body, which helps to ensure complete polymerization of the resin and gives a good quality surface to the hollow body.
Preferably, metal plates are also placed above and below the assembled materials, before these are placed in the apparatus which subjects them to the required heat and pressure. These plates may have polished or matt surfaces or other suitably shaped surfaces, depending on the finish required for the exterior of the hollow body.
A heated hydraulic press can be used for the heat and pressure treatment of the constituent parts of the hollow body, and this heat and pressure treatment can be carried out under normal temperatures and pressures for the production of laminates. based on synthetic resin, that is to say materials composed of superimposed fibrous layers which are joined to each other by a synthetic resin. It is not necessary to give details here of such heat and pressure treatment, since the required conditions will be readily determined by anyone skilled in the manufacture of synthetic resin laminates. , which is currently a well-known industry.
Preferably the fibrous and thermosetting resinous materials of which the sheets are made comprise a series of fibrous lamellae or layers which have been treated with a thermosetting resin in the liquid state and, preferably, dried. ; and said material intended to constitute the partitions comprises of
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preferably a fibrous material which has also been treated with thermosetting resin in the liquid state and dried, so that when the assembled materials are subjected to suitable heat and pressure, the resin thereof. The layers and that of the partition-forming material flow and interpenetrate so that the various elements of the final product are united as if they were integral parts of this product.
The treatment of the fibrous material with the heat-hardening resin can be carried out in any suitable manner, for example by immersing the material in resin in solution, such as a solution of the resin in alcohol. , in the case of an alcohol-soluble resin or such as an "aqueous solution !! of the resin, if the resin is of the so-called" water-soluble "type. The immersion can be carried out by an operation continuous or intermittent. The continuous operation would be convenient when the fibrous material to be treated is entrained from a spool or the like, while the intermittent process would be more convenient when the fibrous material has already been cut to size. dimensions in the form of strips or layers before being submerged.
Instead of impregnating the fibrous material by immersing it in a resin solution, it can be sprayed in the divided state or applied with a brush or in some other way as a layer on the material. fibrous, either on one side only, or on both sides, as necessary. When the fibrous material to be treated is, for example, in the form of wood veneers or relatively thick fibrous layers or when the fibrous material is not very absorbent, or in any other circumstances where this would be advantageous, the treatment of the fibrous material by the thermosetting resin can be produced in vacuum.
The thermo-hardening resin constituting the agent
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treatment of the fibrous materials can be any suitable resin, for example a phenol-formaldehyde resin, a urea-formaldehyde resin, or a cresol-formaldehyde resin, and the resinous material can contain any suitable known accelerator, for example of calcium oxide and / or a lubricant, for example petroleum, and / or one or more pigment materials. Usually, the different fibrous parts used to constitute a hollow body will all be treated with the same heat-hardening resin.
Preferably, the fibrous material treated with the resin is dried before use, this drying being able, for example, to be carried out in suitable drying ovens or ovens, that is to say in heated tunnel ovens. - produced by lamps or equivalent means of radiating electric heat.
Other characteristics of the invention will be demonstrated during the description which will be given below.
To make the invention better understood and to facilitate its practice, drawings have been appended to the present description, in which:
Fig. 1 is a perspective view of part of a typical hollow body, in the nature of a floor or panel, constructed in accordance with the invention, although the proportions of the various parts of the hollow bodies according to invention may differ from those shown in FIG.
1 in different cases; for example, the partitions may be thicker and / or spaced a greater or lesser distance in some cases than in others;
Fig 2 is an end view of a part of another panel-like hollow body constructed in accordance with the invention, the body partitions being, in this case, connected to the upper and lower sheets of said body.
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at rounded angles, instead of being connected at a substantially right angle as in fig. 1;
Fig. 3 is an end view of part of a hollow body such as that shown in FIG. 1, but provided with a coating material on its upper and lower surfaces.
Fig. 4 is a view similar to FIG. 3, but in which the hollow body has a coating only on its upper surface;
Fig. 5 is an end view of a part of a hollow body established in accordance with the invention and the cavities of which contain a filling material constituting acoustic and / or thermal insulation.
Fig. 6 is an end view of part of a hollow body such as that of FIG. 1, in which the upper surface of the body is provided with molded ornaments, which in this case are constituted by grooves parallel to the partitions.
Fig. 7 is an end view with partial vertical section schematically showing the apparatus and the materials used to manufacture a form of hollow body according to the invention, this figure illustrating the method of assembling said apparatus and said materials.
Fig. 8 is a plan view, the upper central plate removed, of the apparatus and of the contents of the fig.
7, this figure being on a smaller scale than FIG. 7.
Fig. 9 is a cross section through the line
IX-IX (fig. 8). but shows the apparatus after the heat and pressure treatment of the contents of said apparatus has been completed.
Fig. 10 is a view similar to FIG. 8, but shows the frame part of the apparatus being dismantled after the heat and pressure treatment of the contents of the apparatus has been completed.
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Figs. 11 to 18 inclusive schematically represent various methods for constituting the partitions of the hollow body, as different variants of the method illustrated by fig. 7.
Fig. 19 is a fragmentary perspective view illustrating another modified method of manufacturing a hollow body according to the invention, which method uses fibrous tubular pieces to space the top and bottom sheets forming part of the hollow body.
Fig. 20 shows schematically in a perspective view one way of establishing the tubular parts of FIG. 19.
Fig. 21 is a cross section of a tubular part made in the manner illustrated in FIG. 20:
Fig. 22 is an end view showing schematically and on a smaller scale the arrangement of tubular parts, such as that shown in section in FIG. 21. between fibrous layers to form a hollow body according to the invention; in this figure, the apparatus used with said tubular parts and fibrous layers to convert the whole into a finished hollow body is not shown.
Fig. 23 is a plan view of the apparatus shown in part in FIG. 19 (the upper plate not having been shown in FIG. 23); in fig.
23, the materials of FIG. 22 are assembled for the treatment by heat and pressure they must undergo.
Fig. 24 is a view similar to FIG. 23, showing a modification of the apparatus of FIG. 23.
Fig. 25 shows in plan view a part of a modified form of the apparatus of fig. 23.
Fig. 26 is an end view similar to FIG. 22, but shows the use of tubular parts
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to space the top and bottom sheets of the assembly apart from each other, these pieces having a trapezoidal shape instead of the rectangular shape in section.
Figs. 27 and 28 schematically represent the filling of fibrous parts intended for the formation of the partitions which have in section the shape of a joist (in I or double T in this example), in the construction of a following hollow body invention.
Fig. 29 shows in a fragmentary perspective view one form of apparatus in which the materials for forming a hollow body according to the invention can be assembled for heat and pressure treatment therein when in use. for forming partitions, parts having for example the shape of an I or a double T in cross section.
Fig. 30 is an end view of a part for forming the partitions, this part being made from a tubular body of several plies made from a fibrous sheet material.
Fig. 31 shown in an end view an example of a tubular body from which the partition forming part of FIG. 30 can be incorporated.
Figs. 32, 33 and 34 are respectively a front view, a side view and a plan view, schematically showing one form of apparatus suitable for converting the tubular body of FIG. 31 in a piece similar to an I-beam or double-T, such as that of FIG. 30.
Figs. 35, 36 and 37 are respectively a front view, a side view and a plan view of a modified arrangement of the apparatus shown in FIGS.
32, 33 and 34.
Referring to the drawings, it can be seen that FIG.
1 represents a fragment of a hollow body, 1, established according to
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to the invention. It emerges from this figure that this hollow body has the form of a floor or hollow panel composed of a top sheet 2 and a parallel bottom sheet 3 spaced from the sheet 2 to which it is connected by partitions or parallel and laterally spaced leaflets 4 which extend transversely between the leaves 2 and 3 and which in this case are perpendicular thereto. Between the partitions 4 and the sheets 2 and 3, cavities or passages 5 extend parallel from one end to the other of the hollow body. In the example of FIG. 1. the passages 5 are rectangular seen from the end.
FIG. 1 thus represents a typical example of a hollow body established according to the invention, but it is understood that the proportions of the parts of the hollow body may, under different circumstances, be different. For example, in some cases the partitions have a greater lateral thickness, compared to the thickness of the sheets 2 and 3, than in the case of FIG. 1. In addition, in some cases, the partitions may be either closer together or more; distant from each other. In the example of FIG. 1, the top 2 and bottom 3 sheets have flat outer surfaces, but this is not necessarily always the case.
Fig. 2 shows, seen from the end, a fragment of a hollow body similar to that of FIG. 1, but in which the partitions 4 are connected to the sheets 2 and 3 by rounded corner parts 6 instead of right angles, in order to increase the mechanical resistance of the junction of the partitions with the sheets 2 and 3.
Fig. 3 shows, end view, part of a hollow body such as that of FIG. 1, but provided on its upper and lower surfaces with coating or facing materials 7 and 8, respectively. In this case, the coating material is wood, for example wood veneer.
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The hollow body of FIG. 4 is similar in all respects to that of FIG. 3, except that the covering material is only provided on one side of the hollow body, instead of on both sides as in fig. 3.
The hollow body represented by an end view in FIG. 5 is of the same shape as that of FIG. 1, but, in this case, the cavities 5 are filled with a material 9 resistant to heat and / or sound, such as cork.
The variant of the hollow body shown in FIG. 6 does not differ from the shape of FIG. 1 that in that the upper surface of the topsheet 2 is not a flat surface; on the contrary, it is provided with grooves 10 extending parallel to the partitions 4, but one can provide, if desired, any other pattern of molding or ornamentation in relief little accentuated on one or each of the sides of the hollow body, the splines 10 having been given only as an example of one form of ornamentation which may be adopted for the surface or surfaces of the hollow body.
A number of different ways, all based on the same general principle, of establishing hollow bodies such as those of Figs will now be described in some detail. 1 to 6, but it is understood that the hollow bodies, whatever the one of these ways in which they have been manufactured, have an appearance generally similar to the hollow body of FIG. 1 and closely resemble it. It is also understood that the hollow body can have any suitable color or colors, this being simply a matter of the use of suitable pigments in the manufacture of the material.
A method for establishing a hollow body shape according to the invention is shown in Figs. 7, 8, 9 and 10, which also show the apparatus used '.
The upper 2 and lower 3 sheets of the hollow body are composed of a series of layers 11 of a
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fibrous material such as paper, which has been treated with a heat-hardening resin, for example phenol-formaldehyde, urea-formaldehyde, or cresol-formaldehyde resin. The treatment can be carried out in any suitable manner, whether during or after the manufacture of said material, and it can include complete impregnation of the fibrous layers, or simply coating the layers with the resin in solution, or spraying. of such a solution on the layers. Preferably, the treated fibrous layers are dried before use, this drying being carried out in any suitable manner, for example with the aid of ovens.
A group of fibrous layers 11 is placed on a lower flat metal plate or cover plate 1.9 and, above these layers 11 (which have a rectangular shape in plan), a rectangular metal frame or surrounding member 13 is mounted. , which is constructed so that one or more of its sides is removable. For example, it can be seen in FIG. 8 that either side 14 or side 15 can be removed by removing screws 16 or 17 which hold the parts of the frame together. The interior dimensions of the frame 13, when assembled, are somewhat smaller than the total length and width of the group of fibrous sheets 11 on which the frame is placed.
In the frame 13 and on the group of fibrous layers 11 resting on the plate 12, there is a series of mandrel cores or detachable members suitable for delimiting cavities, these members being constituted by metal bars of the same height or thickness as the frame 13. In the example shown, there are provided two cores or members in the form of a rectangular prism 18 and 19 and a series of pairs of cores 20 and 21, having the shape of a wedge or tapering in plan. These various nuclei are arranged
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in the frame 13 so that there remain between the adjacent pairs of said wedge-shaped cores cavities 22 intended to receive the material from which the partitions of the hollow body are to be made.
The end cavities 22 are delimited on one side by one of the wedge-shaped cores 20 or 21 and, on the other side, by one of the cores 18 and 19.
It can be seen from Fig. 8, in particular, that the wedge-shaped cores 20 and 21 are arranged in pairs with their inclined surfaces in contact, so as together to constitute divisible compound cores of rectangular prismatic shape.
In the cavities 22, in accordance with the process shown in FIGS. 7-10, a thermosetting molding material (eg powder or tablet form) is placed, and the cavities are a little more than filled, as shown at 23 (Fig. 7). The next stage in the manufacture of the hollow body is to place on the top of the frame 13 fibrous layers 11 treated with resin, these layers being similar in shape and dimensions to the group placed at the bottom. below the frame, although the number of fiber layers used at the top is not necessarily the same as the number of fiber layers 11 used at the bottom of the frame.
An upper metal plate 24 is then placed at the top of the upper fibrous layers 11. The plates 12 and 24 preferably have a length and a width which is slightly greater than the frame 13. The whole is then placed in a press heated with steam. , or electrically, or in some other suitable manner, preferably a hydraulic press, and subjected to the action of heat and pressure to a degree and for a time suitable to ensure the rapture and flow of the thermo-hardening resin of the assembly so as to perform,
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one and the same operation, the union of the various parts of said assembly which contain the heat-hardening resin, then the setting and hardening of the heat-hardening resin of all these parts,
which completes the union of the parts, until then separated, used in the manufacture: At the end of the heating and pressing operation, the parts have, in cross section, the shape shown approximately in fig. . 9. This assembly is removed from the pressing apparatus and, when it is sufficiently cold, the upper plate 24 is removed, then the side 14 of the frame 13 is removed, after having loosened the screws 16, said side being removed. in the direction of arrows A in fig. 10:
The other three sides of the frame 13 are then removed en bloc, by a movement in the direction of the arrows B, which exposes the edges of the hollow body.
We finally remove the cores
18, 19, 20 and 21 of the hollow body by causing them to move at the end and, if necessary, light impacts can be exerted on the ends of said cores, with a hammer or other suitable tool, to facilitate their removal. / The shape
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Fig10 represents these oganes during their removal. corner of the compound cores 20 and 21 facilitates the removal: of these organs of the hollow body.
In fig. 10, the top sheet 2 of the hollow body 1 was supposed to be removed:
The cores 18, 19, 20 and 21 preferably have highly polished surfaces, and the internal surfaces of the platters 12 and 24 can similarly be extremely polished, although when it is necessary to give either or both sheets 2 and 3 of the hollow body a mat surface or other smooth unpolished surface, it is desirable that the corresponding cover plate 12 or 24 has a surface, of suitable shape, instead of a surface with a high degree of polished.
Frame 13 and cores 18, 19, 20 and 21 can be and preferably are heated prior to assembly
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as described above, and these parts are preferably set exactly so as to ensure perfect contact of the various parts with the adjacent surfaces of the materials of which the hollow body is made. Good contact is desirable because this provides the necessary support of the materials and prevents their deformation when the assembly is subjected to pressure and because, moreover, good contact ensures the transmission of the necessary heat to the interior surfaces of the materials. materials and thus performs in a perfect manner the required initial softening, then the setting and hardening of the thermosetting resin of said materials.
When the cores have been removed from the hollow body, the edges of sheets 2 and 3 are preferably trimmed to give them a finished appearance.
To facilitate the removal of the cores from the manufactured hollow body, these cores may be lubricated with petroleum or other suitable lubricant prior to initial assembly.
The apparatus of Figures 8, 9 and 10 and the apparatuses shown in all other figures of the accompanying drawings are all intended for the manufacture of small hollow bodies, but the apparatus can be set up on a larger scale for production. of large hollow body, these can advantageously be rectangular in shape and have a length of 2.5 meters and a width of 1.25 meters.
Instead of filling the cavities 22 formed between the cores with thermosetting resin only, they can be filled with a mixture of such a resin and small pieces of fibrous material 25, for example paper flakes which have been treated with heat. thermo-hardening resin, as shown in the right part of fig. 7.
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As an alternative, instead of placing the thermosetting resinous material in the cavities 22 in the form of a powder or the like, it can be given) by casting, molding, or spinning it. Pressing the preform of an uncured bar or strip, and placing it in that form in the cavities 22, the thermosetting resinous material not being, of course, hardened or solidified at this stage. Of course, such components previously cast or molded can comprise fibers, for example a filling body made of paper, fabric or asbestos, in the form of flakes, or of small strands.
The thermosetting resin with which the fibrous layers 11 are treated and which is used to form the partitions 4 may contain accelerators, coloring pigments or lubricants, if desired, as has been mentioned previously.
Figs. 11-18 show schematically the application of the process described in connection with Figures 7-10 to the production of hollow bodies using different kinds of material for forming the partitions of the hollow body. With the exception of this difference in the formation of the partitions, the process used is in all cases the same as that described above with regard to figs. 7 to 10.
In the process shown schematically in FIG. 11, the material used to constitute the partitions 4 of the hollow body comprises wooden strips such as the blade 26. In the example shown, the blade 26 is in one piece and has the shape of a rectangular prism. Before using the blades 26 to constitute a hollow body, they are treated with heat-hardening resin. The treatment can be carried out by any suitable method, for example one of those described above with reference to the fibrous layers 11.
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Another method of establishing the partitions 4 is to use a series of superimposed strips 27 made of a fibrous web material treated with heat-hardening resin, for example stacks of paper, wood or strip strips. of fabric, and disposing these stacks of strips in the cavities 22 of the apparatus, in place of the thermosetting resinous material 25 used in the process according to Figs. 7 to 10; this arrangement of bands / being shown schematically in FIG. 12.
The rod 13 represents a variant of the use of a series of fibrous bands 27 for the formation of the partitions 4 of the hollow body, this variant consisting in using fibrous bands 28 arranged side by side instead. to be superimposed as in fig. 12.
Fig. 14 shows a process for forming partitions 4 which has a very close analogy with that of FIG. 12, but in which the superimposed fibrous bands 27 are all joined together along their longitudinal edges, said bands being obtained by the repeated zig-zag folding of a band 29 of fibrous material, until that we have obtained a part forming a partition of the required height.
Fig. 15 represents a modification of the method of forming the partitions of fig. 13, this modification consisting in forming in one piece all the juxtaposed fibrous bands 28 with the aid of a single band of fibrous material 30 folded back in a zig-zag fashion on itself a number of times. This process is very similar to that of FIG. 14, except that in fig. 15, the various layers or lamellae of the fibrous material are arranged in vertical planes, while the fibrous layers of FIG. 14 are in horizontal planes.
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The rod 16 represents another method of forming partitions 4 which consists in winding a strip of flexible fibrous material on itself to constitute a member forming a partition with several thicknesses 31: This organ can be wound up in the oblong shape. in cross-section visible on the pin 16, or it may be initially circular in cross-section, for example, and be flattened to receive the desired oblong section by its passage between pressure rollers, for example.
Bans the method shown in fig 17, two of the wall elements 31 of FIG. 16, obtained by winding a fibrous strip, are placed side by side to form a single partition, while in the method shown in fig 18, four members of this kind 31 are superimposed to form a partition.
In all the methods described with reference to Figs. 12 to 18, the fibrous web material used to fabricate in advance the members serving to constitute the partitions is preferably treated with the thermosetting resin before the formation of said members, but alternatively , it is possible to manufacture the said member or members intended to constitute the partitions before treating the fibrous material with the thermosetting resin.
Figs. 19 to 23 show another method, preferably used, for establishing a hollow body according to the invention, this method being the same in principle; than the other methods described, but differing mainly from these in the way of constituting the partitions, and giving rise to a more resistant hollow body.
In practicing this method, a series of tubular members 32 are made from a web or fibrous sheet material, such as paper, which is treated prior to forming the organs. tubular,
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by the thermosetting resin used in the manufacture of the hollow body (phenol-formaldehyde resin, urea-formaldehyde resin, cresol-formaldehyde resin, etc.) or another thermosetting resin, any of the ways previously indicated.
The tubular members can be established in any suitable manner and have any suitable shape in cross section. Those of Figures 19 to 23 have a rectangular shape in section and are preferably made by taking one or more strips or sheets of paper or other fibrous material, which has been impregnated with thermosetting resin and dried, and wrapping it around. two, three, or any suitable number of single cores or mandrels 18, of rectangular prismatic shape, placed side by side in contact with and with their ends aligned. The fibrous web or sheet material designated 33 is wound up in FIG. 20, around the cores 18 as many times as may be necessary to obtain the desired wall thickness of the tubular member 32.
If desired, instead of wrapping the fibrous sheet material around the mandrels 18 to form the tubular member 32, this member can first be established as a cylindrical tube and then deformed to form a cylindrical tube. give it the rectangular shape shown in the drawing, the mandrels 18 then being placed inside the tubes to keep them in the rectangular shape and to support them during the subsequent heating and pressing operations.
The assembly of the tubular member 32 and the cores 18 surrounded by said member and behaving like templates is placed inside a metal frame
13 (similar to that described with respect to Figures 7 to 10 or forming part of the press), together with a series
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similar tubular members containing cores 18, these various tubular members being placed side by side as shown in plan in FIG. 23. The longitudinal vertical walls of the adjacent tubular members 32 are in contact with each other, as is clearly shown, for example at 34, in Figures 19 to 23.
Preferably, the tubular members 32 extend to the ends of the cores 18, as seen in FIG. 23, these having been shown projecting in FIG. 20 only for clarity of the drawing. In the case of the last tubular member 32 of the series, at the right and left ends of the frame 13, the outer vertical longitudinal walls of said members are not in contact with similar walls of other members 32 and, if one desire to obtain a double thickness of fibrous material in these positions, one or more additional bands of fibrous material arranged on the field can be juxtaposed to the longitudinal vertical outer wall of each of the outer tubular members 32, as shown for example at 35 to the right of the figure 23:
Between the ends of the frame 13 and the wall closest to the nearest tubular member 32, one or more additional cores 18 can be inserted, arranged so as to fill the frame, or else, to allow a pressure to be exerted on the cores and on the material which is between said cores in a direction parallel to the frame 13 and transverse to said core, the frame or the near may be provided with pushing devices. Such devices can take a wide variety of shapes, and apparatus incorporating such pushing devices can be used in any of the previously described methods of practicing this invention.
The pushing device shown in FIG. 23
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comprises a push bar 36, similar in all respects to a core 18 but intended to be moved laterally in the direction of the arrows C by means of rotating screws
37 which are mounted in spaced positions in the side or end bar 38 of the frame 13 and provided with operating handles 39 or any other means suitable for enabling them to be rotated.
Before assembling the tubular members 32 in the frame 13, as explained above, the fibrous layers 11 (suitable for constituting the lower sheet 3 of the hollow body) are first placed on the lower plate
12, then the frame 13 is placed on the fibrous layers 11.
The frame is then filled with the tubular members 32 and the cores 18. The upper treated fibrous layers 11 are then placed on the frame 13, the upper plate 24 is placed on the other assembled parts and, finally, the whole is mounted. in the press and subjected to the action of heat and pressure as described in connection with the process illustrated by Figures 7-10. Of course, the frame 13 is divisible to allow the various parts to be removed. said frame upon completion of the hardening or aging treatment and, in order to facilitate the removal of the cores 18 after they have been caused to protrude partially from the hollow body; these cores can be drilled with holes, such as 40, daxls from which a tool can be hung.
In operations carried out on an industrial scale, this removal of the cores may be effected automatically by means of a hydraulic or other suitable mechanism.
In Fig. 24, there is shown a modified form of frame apparatus for use in the production of hollow bodies in accordance with this invention.
This appliance does not use a complete rectangular frame
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13, like that previously described, but comprises a rigid metal lower plate 41 (which replaces the lower plate 12 mentioned previously), this plate 41 having at each end a metal bar 42, having the shape of a corner in plan, fixed to said plate, the oblique face 43 of said bar being turned inwards. The bar 42 has the same height or thickness as the cores 18, which are the same as in the other devices described.
To cooperate with the fixed wedge-shaped bars 42, it is. provided a pair of similar metal bars 44, only one of which has been shown in FIG. 24, these bars being identical in all respects to the bars, 42, but being movable longitudinally relative to the plate 41, and having their oblique edges - arranged face to face with the oblique edges of the harres 42.
Thus when a series of tubular members 32, for example, are arranged with: cores 18 on the plate 41 between the bars 44 and, assuming that the bars 44 have not initially been inserted fully into the apparatus but protrude slightly out of the apparatus at their wide ends, then pressing down the wedge-shaped bars 44 all the way results in the contents of the apparatus being suitably compressed. in a direction parallel to the plane of the plate 41 and perpendicular to the length of the cores 18.
Another device for exerting the extreme thrust on the contents of the frame is shown in figure 25, the arrangement of which differs from that of figure 23 only in that the way of exerting the lateral thrust is modified. , the screws 37 being replaced by a push bar 45 provided at the opposite ends of its outer side with ramps 46 on each of which a wedge 47 intended to act.
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to slide in a slide 48 formed in a part in the form of a bridge 49 forming one end of the frame 13,
this part being removably attached to the longitudinal bars of said frame by means of screws 16 and 17. The wedges 46 are intended to receive a sliding movement in the direction of their length by the action of rotating screws 50 mounted in the ends of the part 49, so that by turning the screws 50 in the desired direction, the wedges 47 can be slid towards each other to force the push bar to move in the direction arrows B and thereby exert the desired degree of lateral thrust on the frame conterud.
Fig. 26 shows a modification of the method described in connection with Figs. 19 to 25, which modification consists in using, instead of the tubular fibrous members 32 of rectangular cross section, similar tubular members 51 having the shape of a trapezoidal trapezium. section, these members being arranged with their wide sides at the top and bottom, alternately, as seen in Figure 28; with tubular members 51 of this shape in transverse section, the cores 18 should be constructed in a corresponding manner, as shown for example in this figure.
Experiments have shown that very good results can be obtained by manufacturing hollow bodies according to the invention by any of the methods previously described, but it should be noted that better physical properties are obtained if one uses to constitute the partitions 4, tubular bodies such as the bodies 32 and 51, for example, described above, or when used to constitute the partitions bodies having in section the ton of a beam provided with wings, such as than that which will be described later.
The improved results result from the fact that, when using tubular bodies such as 32 or 51 or profiles
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of the kind that will be described later, the upper and lower walls of the tubular bodies (or the upper and lower flanges of the joist-shaped parts) ultimately form an integral part of the upper 2 and lower 3 sheets of the final hollow body 1.
When making a hollow body or a panel by employing tubular members 32 and likewise when using members 52 in the form of joists, it is found that if a polished cut is made through the junction of a partition and the adjacent sheet of the panel (e.g. the top sheet) and if we take an enlarged photograph of this section, we will see lines indicating the various blades of the partition, extending upward into the partition and s 'then curving to the right and ganahe respectively at the junction with the leaf and continuing horizontally into the lower part of the leaf, all of these blades appearing as unbroken, with lines indicating the leaf layers of the initial sheet material (when using puff pastry)
covering the horizontal or rim portions of the partition laminations and extending uninterruptedly to form the outer portion of the sheet.
Figures 27 to 29 of the drawings show a method for establishing a hollow body according to the invention with the aid of members 52 having in section the form of wing beams, that is to say in the case of shown, the shape of an I or a double T in cross section, with a view to forming the partitions, said members being prefabricated from a fibrous web material which has been treated with the thermo-resin. required or which is intended to undergo such treatment after the manufacture of the organs.
The process applied to establish the hollow body after
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that the joist-shaped pieces 52 have been established very closely resemble the other methods already described, and this is why it will not be repeated in detail, but it can be seen in Figures 27 to 29 that the fibrous-shaped organs beam 52, intended to constitute partitions, are placed side by side on fibrous layers 11, the flanges 53 of the adjacent members 52 being arranged in edge-to-edge contact.
In the cavities delimited by the wings in contact with the members 52 and the portions 54 of these members which constitute the web of the beam, are placed cores 18 or mandrels, so that they support the wings 53 and cores 54 and determine the positions of these elements during the heating and subsequent pressing treatment. When the members 52 have been assembled in the manner described, upper fibrous layers 11 are placed thereon and, finally, the upper plate 24 is placed and the assembly is subjected to a treatment by heat and pressure. , as previously described.
The effect of this treatment is to cause first a flow of the thermosetting resin from the various xxx elements of the assembly which contain this resin, so that an interpenetration of the resin takes place between these elements. resin which, when finally hardened or solidified, ensures a very intimate union of said elements, which become integral parts of a whole.
It can also be seen that the wings 53 of the members 52 are united with the interior surfaces of the upper 2 and lower 3 sheets of the hollow body over the entire extent of the interior surfaces of said sheets, so that the junction is established over a very large surface. large extent and that the fibers of the upper 2 and lower 3 sheets are connected to the fibers of the partitions 4 so that they constitute a solid unit, and this is particularly the case when the pre-fabricated members 52 forming the partitions are obtained from Using the coiled fibrous sheet material discussed in the manner which will now be described.
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A very satisfactory method of establishing partitions or partition elements having in section the shape of a winged bin, for example the shape of an I or a double T in cross section, is shown in the figures. 30 to 34 of the accompanying drawings.
According to this method, a strip 53 of fibrous material having the required dimensions is wound up to constitute: a tubular member 56, such as that seen at the end in FIG. 3 The winding is continued until the wall of the tubular member has the desired thickness and number of folds or layers. After this tubular member has been established, it is converted from the circular shape in section to the shape of an I or a double T in section shown in Figure 30, the dashed lines 57 of Figure 31 showing an intermediate stage of the operation consisting in converting the tubular organ into the organ seen from the end in FIG. 30.
As shown in Figure 30, each of the flanges 53 of the beam-shaped member 52 and the core 54 of this member are composed of a series of folds or layers forming part of the fibrous web that has been used. to form the tubular member of Figure 31; moreover, the folds of the various elements, i.e. the wings / web, of the beam-shaped agane 52 constitute an integral whole, since all are made of the same initial strip of fibrous material, which has not been cut in any part at any stage in the processable manufacture of organ 52.
The fibrous web material of which the joist-shaped members 52 are made may be treated with a heat-hardening resinous material before being wound into the form shown in Fig. 31 or at any other stage of manufacture. partition members 52 in the form of a beam,
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or else these members can be treated with a heat-hardening resin after having been manufactured.
A method for converting the tubular member 56 (Fig. 31) formed from a wound fibrous web into a member having the required joist shape is shown in Figures 32 to 34 inclusive.
It can be seen in these figures that the tubular member 56 is driven in the direction of the arrows E (fig. 33) between two horizontal rollers or pressure rollers 57 and 58, arranged on horizontal axes 59 and 60, located directly one at the other. -above each other and parallel to each other, the distance between the parts closest to the peripheries of the rollers 57 and 58 being equal to the total height of the partition element 52 when this element has received its final beam shape.
The rollers 57 and 58 thus flatten the tubular member 56, as can be clearly seen in FIG. 33, while other pressure rollers 61 and 62, which are first reached by the member. tubular 56 and which revolve around parallel vertical axes 63 and 64, are disppsés to rest by their peripheries on the sides of the tubular member 56 and press these sides inwards so that central portions of said sides, equal in height to the inner height of the web 54 of the joist-shaped member 52 (Fig. 30) when fabricated, are brought into contact with each other along a centrally longitudinally median plane.
The tube 56 thus passes into the apparatus in a tubular form and leaves the apparatus, on the side of the rollers 57 and 58 which is opposite to that by which this tube entered the apparatus, in the form of a beam with I or double T, as can be seen clearly in Figures 32 to 34.
A modification of the apparatus of Figures 32-34 is shown in Figures 35-37 and consists only of
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replacing the side pressure rollers 61 and 62 with a pair of side plates 65 and 66 arranged horizontally, stationary or adjustable, in a common horizontal plane and having their inner adjacent edges 67 and 68 spaced apart from each other d 'a distance equal to the lateral thickness of the core 54 of the partition member 52. Thus is constituted a partition forming slot, and this. a slot has a flared end 69 obtained by suitable cutting of the plates 65 and 66.
In this way, as the tubular member 56 enters the apparatus, it is gradually laterally deformed to produce the core 54; and it is then subjected to the action of the pressure rollers 57 and 58, which flatten it and complete the joist shape of the member.
It should be noted that in the methods described ,. it is essential to cause the resin to soften, to flow and then to polymerize to the final hardness in all the parts (especially in the partition sections) which are to be made dense at the same time and that this requires that adequate pressure be applied in a direction parallel to the top or bottom sheets and transverse to the lengths of the partitions of the panel, as well as pressure transverse to the sheets of the panel, these pressures being maintained for the application of heat, with all the parts through which heat is produced in intimate contact with one another.
In the operation, some practical difficulties also had to be overcome concerning the complete setting of the resin, the transfer of the assembly into the press and the removal of the mandrel after the completion of the panel:
Thus, the required mandrels had to be able to withstand the pressure when the assembly is compressed and in most cases had to be good conductors of heat and it had to be possible to remove them.
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longitudinally after heating and pressing, so that they should have surfaces as free from friction as possible, for example in that they were smooth and polished.
To facilitate removal, the mandrels may tapering slightly, the inner surfaces of adjacent mandrels tapering backwards so that they can be removed at the end more easily. When heat is applied from the heated press platens, the mandrels should be heated to a temperature high enough to prevent crystallization of the resin on the surfaces of the construction in contact with the mandrels which occurs as as we know, when the resin sets against a cold surface.
Likewise, the temperature difference between the chucks and the surrounding formed construction should be as small as possible to reduce friction when the chucks are raised and the entire assembly including the chucks, should be such that it contributes to the conduction of heat to all parts of the impregnated fibrous material since all parts of the partitions must be treated completely. Therefore, in practice, metal chucks are usually required and the assembly for a panel of suitable size for use in shipbuilding, for example, including the necessary number of chucks, is very heavy. .
When such an assembly, set on backsheets of flexible material such as paper, is to be transferred to the press, there arises difficulty in maintaining all the parts in the proper position during the transfer, especially when the hollow body or the panel is large, for example eight feet by four feet, since the assembly weighs several tons.
This transfer can, however, be achieved satisfactorily by giving
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rigidity to the assembly by providing it with rigid top and bottom heat conducting plates and preferably clamping all partition members and mandrels together in the frame which has removable side parts so that all necessary pressure is applied transversely to the parts extending transversely to the partitions, to compress the latter and make them dense and to ensure intimate contact between all the parts thereof and the mandrels, which contributes to the most perfect conduction of heat to all parts.
It should also be noted that as the construction is hardened around the mandrels under considerable pressure, the problem of removing these subsequently, in the case of large-scale work, was considered to represent great difficulty, but it has been found that with the methods and precautions given herein, they can be pulled out through the opposite ends of the construction by means of suitable force without damaging the construction.
In the preferred construction, as noted above, flanged partitions are formed of an uninterrupted continuous strip material wound or folded upon itself to provide slats which extend continuously through the partition. and the rim portions of each partition, such that, with the fibers extending arcuate from the vertical part into the horizontal part of the partition, the best conditions are obtained to achieve the solidity at the junction of the rising parts and the rim parts.
It may frequently be desirable to provide a hollow body made according to the invention with a covering or facing material, for example of paper, fabric or wood, whether for ornamental purposes or for decorative purposes.
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utility purposes, and Figures 3 and 4 show hollow bodies according to the invention which are provided with a coating material on both surfaces, in the case of pin 3, and on one surface only, in the case of fig. 4, the. material used here being wood. It is very useful to be able to provide a hollow body made according to the invention with a surface of wood, for example. Such a wood surface can be obtained with the help of wood veneer, which gives the hollow body a very satisfactory appearance.
On the other hand, the use of the wooden surface is very interesting when it is necessary to fix two or more hollow bodies to one another or to secure a hollow body to a piece of wood, to the using an ordinary glue such as that used to fix the pieces of wood between them, for example the pieces of wood of an aircraft apparatus.
The method for joining the coating material to the hollow body may consist of simply placing said material in sheet form on the assembled fibrous layers 11, as a further step in the manufacture of the hollow body, and placing the assembly, including the coating material, in the press for subjecting it to the heat and pressure treatment in the manner already described.
As a result, the thermosetting resin of the fibrous layers adjacent to the coating material penetrates therein and ultimately effects the union of this material with the hollow body. Alternatively, the coating material itself may be impregnated or packed, by spreading or spraying, to the desired degree, with the thermosetting resin material, so that when subjecting the heat-hardening resin material. together, including the coating material, upon heat and pressure treatment, the resin of the coating material and that of the adjacent fibrous layers flow
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one into the other and interpenetrate so that, after the resin has set and hardened, the coating is fixed to the rest of the hollow body,
as if it was an integral part of it. If the coating material is impregnated in all its parts with the thermosetting resin, the effect of the heat and pressure treatment is to solidify it giving it a hard surface xx which resists heat and wear and which lends itself to a high polish or a mat finish, depending on whether the plate 12 and / or the plate 24 used in the heat and pressure treatment has a high polish or a mat finish.
In cases where it is not desired to rely on the attachment of the coating film (s) to the hollow body by the thermosetting resin flowing from the adjacent fibrous layers 11 and where at the same time it is necessary that the coating material, such as wood, is left with its normal surface, it may be preferable to cover the coating material by spreading or spraying, with thermosetting resin, only on one of its faces. In such a case, care is taken during this operation to fill the coating material, by spreading or spraying, only on the surface which is intended to come into contact with the fibrous layers 11 of the hollow body.
Thus, when the manufacturing process is completed, the coating material has a normal surface which, in the case of wood, for example, can be sanded, colored, painted or glued to a similar surface or other objects. wood, etc ...
It goes without saying that in the production of hollow bodies in accordance with this invention it is not necessary (although it is usually more convenient) to use the same kind of fibrous material everywhere to constitute the various elements of the hollow body. It is of course possible to use for the covering layers different kinds of fibrous material from those used for the partitions, or
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although a mixture of fibrous materials can be used in any of the parts constituting the hollow body:
It is important, in the manufacture of hollow bodies according to this invention, to ensure that a suitable heat and pressure treatment is applied to the various constituent parts of the body during manufacture and, therefore, the shape of the previously described frame (constituting a surrounding member for the cores and the materials forming the partitions), as well as that of the cores and the plates, is important, since these members in reality constitute a mold which defines the shape final which must receive the whole mass of materials before this mass has become perfectly hard and which serves at the same time to transfer heat to the parts containing resin.
It goes without saying that if the upper 2 and lower 3 sheets of the hollow body are to receive one or more decorated surfaces, or other than flat surfaces, the plates 12 and 24 must be shaped in an appropriate manner.
Claims.
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