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La présente invention se rapporte à lextrusion de films ou feuilles de matière thermoplastique Le polyéthylène est un exemple d'une maitère de ce genre qui, dans des conditions convenables de température et de pression, peut être transoformée par extrusior. en films tubulaires ou plats, de préférence sans utiliser un excès de solvant ou de plastifiant et sans opération de séchage ou autre traitement nécessaire lorsqu'on utilise un excès de solvant pour rendre la matière plastique.
Ces films ou feuill=s en m?tière plastique sont très demandés dans 1'emballage et autres domaines d'utilisation.
Cependant, on a rencontré des difficultés considérables pour excu- ter leur extrusion sans au'il se produise accidentellement des trous
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<i'ô'z>ingl-.< ou aiiti=m 1=<",,.;1-iF,ctEoi>;;.
Plu? 1 rj",i;'s à 1<¯t'rLfu#r sont mf.,i'2'ÉF. rlus 1- riscue d''obtenir trous dinle -'c 1'" -jif:'L'èj2.r':: de les netecter étl1r::r'er-tpnt. Les trous <±','oi¯nJ],e ., 'ciiit,:.rt #:iirx.lor:eiit C;'1.1Ti p,=ns -1= à ';ar.e ç,grtie :1oins mc'cilP de 1,o r".i-'" n.stire ui i' 1,pntit perL±*,.?it so= D- à tt<1-e.1-s 1.# ':'':Jiere J.)xrè1sion c.t !1, S'0tf;T!( D5.5 ensuite avec la mêms f;.ciliré -1:,2, li :1lJS,:; nsti"'uI -principale. Ces trous Deuvt'lt se é-n li7,iipz pendant un certain ternps ou Ch2..-Lger de nlacm ré.-ièT.s-nt. Il'' sont donc distribuas tout: à fait au has2!'d. Par rapport à l urf2ce totale de 1=! fel-i2ji,, 1"'5 trous d'8'Jinf!1e sont tr0s rétifs pt la fi<-Inuanr= de leur AT1'Prition est 4qal.erènt faible. (l<e=lq,nà>n+., lorsque leur Ebsence totale est ncessir il f'"<1Jt Eviter cu'ils nn ip prdui'snt mêmr. très rirement.
Un des buts de 1,- D-cs;nte invention, es- d'ôt>Inl i.r il n procède et un 2f}p"r(>jl pri,n,iett:i<1-t ±g produire un film sxna troTS l'ô?in#le.
Un ;->1,1¯r,l'C bu" est. i-in vr--'4i et u ;1-prre."¯i per'npH'.pnt de produire in fil'T' tub1,1J;:ir,-; qn jojnl--,. ?an trou." doinlr', '(I,"r une o.i,'7-F-;.i om. continue d'pxtrusion 2,V:'C un sei,ii¯ ch<1uff;of!(>.
Un but rlus p=l ti=ui j¯<.> rip i>j.n,rr.nrj¯,m, d 'ef.f.-,->ti,,=,r en une on{r2 tior. continue i'n;;triis20-,, 1.= mis+ à diITJ.0T'¯Sj on et le fe1.111J eté- ge de tUh'2 prsi'E:'t-O':r..t concentr:irues.
A ces fins, 1.::, T'rs S"TIt.'" invPr:t;j.n[1 i . pour objet un nroc"d' de f(1T'l:=ti('llj de t1IC"'c:.- en r>tiT':> t,{1":,,;-':n;'lsstir'ue, ]on l'=-fue] on d'ui-ie J-=nf.èr-# continu 1 r=.itiér-# chufe et à ].'ét*.t plî.s'Li7.ue nrr une série de filières znngl=jc-zr de f=con à former lun 4a-s lautre c,1¯,s,r-,,s tue .'s 'clst.i-)i" .y;=,çjs sjnzq,<c; pt inrl'-r.rf=nfs:, on c>=aiz* cn 1,-s 'tr'."S 'ii0r: le? dcs IÀÉ" djcntn '"'' ' - "'' "'"'" ' ' forAL f-)Pnn forr un tube cor"'f\".Lt" ilµ,ï"1¯,o, 17 ::- r:' n ro."fl'gi,"jt c.i; r.=' ic; j<; r,j.,,.fi,iQ>o
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ce tube composite.
La présente invention a aussi pour objet un appareil destin' à la formation d'un tube en matière thermoplastiue et comprenant une boudineuse, une filière comportant une série d'ori- fices annulaires disposés d'une manière généralement concentrique à travers lesquels la matière plastique est extrudée sous la forme de tubes en matière plastique chauffée séparés et indépendants et sensiblement concentriques, et des moyens pour dilater et presser les tubes plastiques chauds pour les mettre en contact de façon à les coller l'un à l'autre.
La description qui va suivre en regard des dessins annexas à titre d'exemples non limitatifs fera bien comprendre comment l'invention peut être mise en pratique.
La figure 1 est une vue en élévation d'un appareil selon l'invention destiné à produire un film tubulaire aplati à parois minces.
La figure 2 est une coupe verticale agrandie des filières d'extrusion de tube multiple de la machine représentée sur la figura 1.
La figure 3 est une vue de face à plus grande échelle de l'anneau de refroidissement représenté de profil sur la figure
1.
La figure 4 est une coupe par la ligne 4-4 de la figure
3.
Les figures 5 à 7 sont des vues partielles à plus grande échelle des anneaux distributeurs de la filière représentée sur la figure 2, la figure 6 étant une coupe par la ligne 6-6 de la figure 5.
L'appareil représenté sur les figures 1 et 2 comprend une filière tubulaire D permettant l'extrusion continue de deux tubes à paroi mince Tl et T2, une boudineuse convenable E compreHGINAL nant de préférence des organes destinés au chauffage, à l'homo-
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généisaton et à la compression pour forcer une matière plastique telle que le polyéthylène à traverser la filière D dans les conditb de température, de pression et d'homogénéité appropriée à l'ex- trusion de la matière et à sa transformation par la filière en tubes Tl et T2.
Comme on le voit Dlus particulièrement sur la figure
2, la filière D se compose d'un support extérieur de filière
1 de forme générale annulaire auquel un réchauffeur de filière extérieur concentrique 2 est fixé par des goujons ou autres moyens de fixation semblables pouvant être disposés sur un cercle en des points répartis et dont l'un est représenté en 3. Le réchauffeur 2 est en contact étroit avec les surfaces extérieures radiale 4 et périphérique 5 du support de filière 1 et avec la surface péri- phérique d'un bossage d'entrée annulaire 6 du support 1, à travers leauel de la matière plastique est amenée de l'orifice de déchar- ge 7 de la boudineuse E à l'entrée 8 de la filière. Le contact intime des surfaces du support de filière 1 et du réchauffeur 2 assure une excellente transmission de la chaleur entre ces deux pièces.
Une bande chauffante électrique 9 fixée par des étriers
10 à la périphérie extérieure du rchauffeur 2, et des anneaux hauffante 11 et 12 fixés par des brides 13 à le. face extérieure m réchauffeur 2, fournissent la chaleur nécessaire pour main- tenir la matière plastique qui traverse la filière à la température de plasticité voulue.
Une nièce annulaire extérieure 14 formant une lèvre de la filière est fixée dans une position réglable au support de filière
1 par une bague de retenue 15 elle-même fixée eu support 1 par des vis convenables dont l'une est représentée en 16. Le réglage radial de 1'1 position de la lèvre de filière 14 peut être effectue par des vis 17. Une seule de ces vis 17 est représentée, mais il est bien'entendu cu'une série de ces vis sont disposées à interlles à la périphérie du support circulaire 1, et leurs extrémité
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intérieure supputent sur In lèvre de filière IL et pprrlettent de 1 centrer dans toute position désir4c de r±,sl?ge r2di' v?nt
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de serrer les vis de fixation 16.
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Une lèvre intermédiaire de filière t8 est montip entr." la lèvre extérieure 14 et le support 1 sur des g'JUjOlîS C1'('.UX convenables J.9 dont les extrémités extérieures DeUv8nt être
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fixées par des filetages au support de filière 1-. Bien qu'un seul de ces goujons 19 soit représenté sur le dessin, il est bien entendu encore qu'un peut en prévoir plusieurs pour fixer la
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position de la pièce de filière 18 par rapport au suvnort 1. Un anneau distributeur 20 mai.ntent la rièce de filière 18 écartée du support 1 de far:r.n à ménager AntrF etzx un passage 2). nue 7a matière T)1,stiquE, pput traverser nour sortir en f()rr:e de tube
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Tl.
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Dos détails d'un anneau de distribution 20 de formo avantageuse sont renréspntRs sur les figures 5. 6 et 7 et montrent que la matière distique venant de 11--ntr'e de filière 8 et s'ÉCOU7.ant par le passage 21 (fi.p*ure 2) traverse des conduits radiaux rép'u1ièrenent espacés 22 pour arriver dans des espaces annulaires 23, et de là des passages annulaires rétrécis 2 et la partie #?.1 du passage 21 pour arriver à l'orific- de sortie f'nnul;-1.r0 25 dr la filière.
ColrIne on le voit sur les figures 5 7, les conduits r-dieux 22 sont sépares les uns des autres par des saillies en forme de dents d'engren?ze 26 formées sur ls fnces orDosées de l'anneau 1 et s'appliquant étroitement sur le support de filière 1 et ln riècn de filière int5-rm-àdiairo 18 de façon à m" inten' des gorges annulaires 27 et des surfaces plates 21
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formées sur les faces opposées de l'anneau 1 à distance des faces
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adjacentes du support 1 et de la nièce de f11ir 18 et à forr^r ainsi la r.;nbre annulaire 23 et los passages a.nnulairPs r'tr'cis RtNAtS pr6f6rpnc, 1-s dents 26 alternent d'une f=ce de l'anneau 20 à li frice onpos4e de tell- sorte eue chacun dont sur une fac
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soit 1 â un conduit 22 sur l'autre f-c,,, conne le nontrr 1 î i m:¯re 6.
On voit sur lp figure 2 que le pr-ssnre 21 se rétrécit D-orssivenent en aval de l'anneau de distribution 20, l partie la dus étroite étant située entre les surfaces planes 29 à 1-lorific de sortie annulaire 25 de la filière.
Les goujons 19 centrent un surport int'r:! e11l" de filière 30 par rapport à la pièce intermédiaire de filière 18 et au support de filière 1 ce sunport intérieur 30 étant maintenu à distance de la pièce de filière 18 par un second anneau distribu-
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teiir 20 de façon à former un s econr'1 passage 31 à'peu près identiqu au passage 21, d'où le tube plastique T? sort par un orifice annu- laire de sortie de filière 32. Une Dièce annulaire inférieure de filière 33 est supportée par des vis de réglage 34 dans une position réglable par rapport au support intérieur de filière 30
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t e110 est fixée après réglage au support intérieur de filière p,r des vis 35.
Un réchauffeur intérieur de filière 36 est fixé en contact étroit avec les faces intérieures du support de filière 30 et de la pièce intérieure de filière 33, par des vis 37 par exemple La pièce 36 est pourvue d'un moyen de chauffage convenable, tel qu'un anneau chauffant 3, et d'un thermostat 39
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!J 1J1' ]f"' rglAI2'P automatique de 1'" température de la partie intérieure de la filière et par conséquent de 1 matière plastique traversant le passage 31 en contact avec cette partie intérieure. Des conducteurs électriques convenables pour l'anneau chauffant
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3 et le thpr1"'1()st<t't 3? sortAnt à travers un ou plusieurs des goujons creux 19 vers une source de courant électriaue et des comr!nrles aD ropriéps rouir celle-ci.
CO!TLi'.'2 on le voit sur lu figure 2, 1' xtrr::'1'\itr int'::rlE'l1re de la filière est pourvue d'un couvercle coninue 3a. d-.n.s lecuel se loge l'extrémité int±rieurT du rÓCha1Jffeur 36.
On peut introduire de l'air de souffJage à l'intérieur du tube T?, par 1 xele à travers un des poujons creux 19, nTr - une conduit''- sous pression B commandée nr un robinet B' . On voit INAL
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sur le figure 2 oue 1:' pièce intermédiaire de filière 18, le support de filière 1 et le rpchauffeur extérieur 2 sont convenablemen perces de feçon à établir un conduit et des raccords tubulaires, d6signés d'une m"nière générale ppr 40, avec un robinet 40' pour commander l'arrivée d'un fluide sous pression entre les tubes Tl et T2 ou son évacuation.
De préférence, les faces extérieures des pièces de filière
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14, 18 et 33 sont coniaues, coj-nne le montre la figure 2, et les sor tics de filière 25 et 32 sont parallèles entre elles et perpendiculaires à la surface conioue. Cependant, les orifices de filière oour raient être disposés sur une surface plane au lieu d'une surface
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conl0 'Je, ou à la périphérie d'une surface cylindriaue.
On effectue un réglage précis des orifices de filière 25 et 32 au moyen des vis de r'glage 17 et 34 respectivement. Comme
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1-. montre 1,- figure 2, les surfaces nui limitent les orifices d filière 25 et 32 sont disposées apnn-oxlmativempnt à 45 per rapport aux vis de réglage 17 et 3/ de sorte que lp déplacement des fces d'un orifice l'une par ranport à l'autre n'est que les 7/10 du df,nlacPP.l0nt longitudinal de la vis de réglage correspon- dante Une telle disposition oblique des vis de réglage par rapport aux faces de l'orifice de filière est particulièrement désirable lorsqu'un réglage précis de l'orifice est nécessaire.
Comme cela sera décrit plus en détail ci-après, les tubes Tl et T2 se réunissent pour former un tube unioue T en un noint voisin des orifices de sortie de filière, après quoi, comme
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le montre 1< fie-ure 1, ce tube uniciP traverse un anneau de refroidissement 41, dont la construction se voit mieux sur les finies 3 et 4. l'anneus de refroidissement est constitué
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essentiellement p,r une chambre annulaire à 1"quelle de l'air réfrisérpnt provenant d'une source quelconque convenable est P-M , ,,r l'entrée 43 et d'ou cet air est projeté contre le tube T par un orifice annulaire 44 dont la dimension peut être réglée en
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1 t'il <. -;'<,' f-12 110'lb!'-. c'':' ()jr:.t,:;r:"'ê,l'tt3 1:'i.v.l.l-I' do? Jo:: ci.rc'nnl':'r"'l1ce i¯,-1!-'h,=,,t,., h < 1,;
"t!'.1 à >o 1-, .- i¯ r ., de vi- 1.1'2 i 1' ;' # 7 a e / ; 1 é> l'ion;', 1: 1 n1',:.Tlire -:--'011SS + l''''1tr 4 -- e T.:'il' d r....fl'01.c'Ísse:;1'nt. nui s'1't 1')r 101'c-^.- L../, ::b#1#seiz t-:1."';:,t:..;l.l'e et "9'1' COrJS,-6r:11,"nt lp nlsti' C'tt' du tUOiS T '"Z 1" triel'SE'. Le r/q1?2' de Ip. 1 1''",-','1' \"'],'0 1'orific,7 4/ ÓtE1'ine l¯^..^L1'c:itit d5pir rfrif1'Ent 0jt c-utrp 1" T)" rïi du tube Sl.tLl., Pn feco et pern'1?t r)=?' CCIt'1'1,1r11t nr' C,YW.T"O¯=r J.',?;.''''':on::i0n -j;¯i tu'p, iç Ion? rl? ?" .)..1'i"1...'l'"i.o-. Ainsi, par exemple, si le tube se gonfle irreguliprpn.ent et qu'une bande mince se forre, l'élareissement de la partie de l'orifice de sortie AA située en face de le bande mince assure un refroidissp-:i,nt et un figeaient upplentaires.
Celui-ci réduit l'expansion et l'amincissement de 1?- partie intéressée et l'on obtient une plus q;r;:- [1(1(-' uniforf.1i té d' f;]1a i.sseur. Inversement, on peut réduire l' orificc 14 aux points où la partie correspondante du tube ne s'éten-
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drait pas suffisamment.
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Le bibr T traverse ensuite une série de tiroir. boîtes à vent annulaires 72., 47b, 47 c aui dirigent de l'air rrfrigrnt eèditionnel sur le tube. Les diverses boites à vent 47a, .7b, if 7±. npuvent rr' . voir de l'air sous une pression de quelcues
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centimètres d'eau d'un collecteur commun 48 et d'un ventilateur
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4Q. L'pir ainsi fourni aux boîtes à vent peut être amené en contact
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avec le tube T pr une série d'ouverturPs, non représentais, qui
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pf'1lvent être situées à intervalles réguliers dans la paroi r,priprp1'irue intérieure de chacun boite à vent et dont la dimension riziit pire r±glée pir des registres eouliscants ainsi que décrit dans le brevet belge n L..F1.
Une s'rip do rouleaux horizontaux R pt de rouleaux v0!'tiC'?l1x R' tourn?r¯t librement sont disposas de facon à suTrorter 1" tube et 2, r6'l r sa diner.pion. Les rou18l1X R et R' sont pl'" C0S tr'rvprs?le'"nt et t2ngentielcnt à la n-r' nh ri.F du tub? sur jA4e-- cr-rrl.ef r! guli8r'e1'"!ent espaces concentricups pr rê, nn01.t anx t 0ît,-,. à vent 47r /7b, 4.7!l. do façon à limiter le di (iP.l0trr, ,nu.r'url
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le tube est SbV I'1, Sc?I1S bl P7"!Ent cam'''e on le voit l1r 1 figure 1..
Les roule'?1J: R et R' sont monta-'s à iotztjon à leurs extrémités d2s des supports de palier individuels en ioime de U 51 ai;1 sont fixes en leur milieu à quatre barras de I'10''t'- 5?.
Chacune des b<'rr-s de nonise 52 est ii>zÀ=y, dans une position r/lEb1e en des ?oints ef.pac's, sux C: 'GT'r'!ltS int<'r.s.i>Tfls d'une paire de tires de si,1->o=-t 5J= (TlJi r"YOD'1en t à nrtir du tube T. Les tiges 5L peuvent coulisser dans des supports individuels 55 oui, ainsi que représenté, sont fixés aux boîtes à vent .7 et 47f,. Ainsi sunport4es, les tiges 54 peuvent être déplacées radiaierent dans lps deux sens pour agrandir ou réduire le passaye détern1.n pir chacun des groupes de rouleaux R, R'. CY1"'c't'ne des ti.t-7É's 54 est pourvue d'm dispositif de fixation réglable 56 (figure 1)pour bloquer la tige dans la position de r0plage désirée.
On neut aussi prévoir des moyens pour régler la position lonfitiidinale de chacune des barras de montage 52 par rapport à ses ti.ges de support 5, de tellp sorte au-'on nuisse d''caler 1=*R rOulré111,r R p r rapport aux rouleaux R' poul" 1>ùr.r;ettre à leurs extrémités de chevaucher lorsnu'on veut donner un petit diamètre
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au tube T.
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Anrès avoir passe à travers les boîtes à vent 1.7a., 47b, 47c. et le passage de délimitation sans frott=l-1ant dptE)rrÜn4 per 1,'S rouleaux R et R', le tube T est rarts.ellem¯ent aplati par un système de rouleaux rui comprend une série de roseaux mutaitioues 5 disposes transversalement eu tube suivant deux ligne: convergentes situées au-dessus et au-dessous du tube d'une manière analogue à celle décrite et représentée dsns le brevet belge n 466 .'7 3 .
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Des rouleaux 5, le tube T peu, si'on le désire, être
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tiré par une p=ire de rouleaux de tirage C01T'i.!. nd4s P (1111 le font passer a travers un dispositif de forriet--on de souffleta DCf1if dans son ensemble par G, dont 1 r81 est de continuer à
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aplaitf le tube et, en même temps, en coopération avec la pression intérieure de fluide admise et maintenue par la conduite B, de former-des plis, goussets ou soufflets sur les côtés du tube aplati. Pour plus de détails sur le dispositif G, on peut
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se reporter au brevet bplge n !¯.6i7. A partir des rouleaux de tirage P, le tube entièrement aplati est mené, est enroulé en
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bobine sur un rouleau 7! not o"'r nn arbre 75 entraîne par un mécanisme d'enroulement classique non représente.
Pendant le fonctionnement de l'appareil décrit ci-dessus à titre d'exemple en regard des dessins, les tubes
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plastioues Tl et T2 sont de pr41'#.rencù, lorsqu'ils sortent des orifices de filière copcentriolles 5 et 3 (figure 2), dans un état plastique tel au'ils se collant l'un à l'autre pour former un tube unique T. L'air de soufflage introduit par la conduite sous pression B presse fermement le tube intérieur T2, qu'il gonfle le premier, contre le tube extérieur Tl de façon à les coller par
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contacta puis dilate le tube"comnosite T ainsi formé.
Dam 1- pr8.tiI11F', on constate n fait oue, dès qu'une quantité de fluide sous pression, tel que de l'air, suffisante pour dilater la tube T jusqu'à une dimension voulue, a été introduite par la conduite B, on peut fermer la soupape B' et former d' une manière continus un tube uniforne avec l'air ainsi emprisonné entre le robinet B' et les rouleaux de tirage P. ll suffit de manoeuvrer de loin en loin le robinet B' car la nression inté-
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rieure de l'air emprisonna ne vri d'une m"niere appréciable pendant de lon;m-ues périodes.
Cr-nQ2t il est bien entendu que l'on peut si l'on veut effectuer d'une manière appropriée un
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rglge continu d- 1 o3s1on d'?ir arrivant par la conduit'=B, per exemnle de 1 mnière décrite da i - brevet n 406.7%3 tH'bel t: .
Au d'but de l'opération de formation d'un tube multiple selon la présente invention, il Dout arriver que des bulles d'air INAL
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soient cactées dans le tube composite T jusqu'à ce que, j.'opération se rourst¯int, le vo3-ilr-o et li pression d.e l'air situe ('r'1'-::rc 1= r::; t"C,S Tl et T2 aient diminué. Il est donc préférable pu déup rt d' ét: blir une dépression dans 1,... conduit? 40 pp-r des moj;ers s d' spiré:' tion convenables non représentas. On fr'rme ensuite l robinet 40' de façon à maintenir 12 dépression pour éviter la retenue de bullesdans les tubes T et augmenter en même terps le pression effective qui agit pour coller les tubes Tl et T2 et forcer ainsi le tube T.
On pourrait aussi envisager selon l'invention d'admettre
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p r la conduite l0 une pression sup,rieure à ln pression atnosnhérjqiir .1. dr 1-i*int,+nir sénc-..r6s les tubes T1 et T2 sur une plus fr:'rvl- .Llst?nce à partir des orifices de f5J ière 25 et 32 et de leur D0rmf'ttre ainsi de se refroidir suffisaient avant d'entrer en contact, pour éviter le collage et produire ainsi des tubes multin10s sp2.rab1"'s, en contact intime mais non collas.
On voit nue les deux tubes Tl et T2 subissent des extensions différencient distribuées et oue par conséquent le tube cnmnosite T présente diverses orientations de tension superpo sées qui lui donnent une résistance plus grande qu'un tube formé par une filière d'extrusion simple.
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On voit aussi cu/= si des trous d'?pingle peuvent accidentellement se produire dans l'un ou l'autre des tubes Tl et T2 pr r suite de l'existence d-lames ou d' rréEU.7.a rités dans le matière plastique extrudée, la probabilité pour Que les trous d'épingles existent dans chacun des tubes se superposent dans le tube composit Test si faible qu'elle peut être considérée comme nulle en pratioue.
Bien oue le mode de réalisation donne ci-dessus à titre d'exemple concerne l'extrusion de deux tubps, on peut prévoir
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d'autres orifices sensiblenent concentriques semblables aux ORMUMAbs z et 32 pour former un tube composite T constitué par un plu-,,'L7rand nombre de tubes individuels.
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On peut aussi envisager selon la présente invention, au lisu de fermer un tube à pati des tubes T1 et T2 la formation continue d'une feuille ou film plat à plusiere couchas collés, pendant que la matière plastique extrudée sert sous tension de oa filière D, par exemple au moyen des rouleaux de tirage P. Lorsqu'on veut former une feuille, on mintipnt de préférence une dépression dans le; conduit(- B et à l'intérieur du tube T2 aussi bien que dans la conduite 40 et entre les tubes Tl et T2, de sorte que la pression atmosphérique agit de façon à coller fortement les diverses couches plastiques extrudées pour former une feuille composite . sans trous d'épingle.
On comprendra que la feuille composite peut aussi être formée à partir d'un tube simple au lieu de plusieurs tubes concentriques.
R E V E N D I C A T 1 0 N S ----------------------------
1.- Procède de formation de tubes en matière thermo- plastique, caractérise en ce qu'on extrude d'une manière continue la matière chauffée et à 1-'état plastique par une série de filières' annulaires de façon àd former l'un dasn l'autre plusieurs tubes plastiques chauds, séparés et indépendants, on presse et on colle les unes avec les autres des parties adjacentes successives des tube's -élastiques de façon à former un tube composite unique, puis on refroidit et on fait prendre ce tube composite.