La présente invention concerne un procédé et un appareillage de fabrication de feuilles thermoplastiques ondulées, en matiè-
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logues.
L'objet de l'invention est un procédé et un appareillage permettant d'obtenir une tôle ou plaque ondulée en matière thermoplastique, à partir d'une tôle ou plaque initialement plane, dont
les génératrices du profil ondulé sont parallèles à l'extension longitudinale. de la dite tôle ou plaque.
Selon son mode préféré de réalisation, le procédé en ques- <EMI ID=2.1>
ge; application 4-la plaque de forces de .traction distribuées sur :toute sa largeur, provoquant le déplacement continu de la plaque au travers de la zone de chauffage; le chauffage de la plaque dans la. dite zone de chauffage à la température de ramollissement de la dite plaque; Inapplication simultanée aux régions longitudinales de la plaque situées entre la zone de chauffage et la zone sur laquelle les forces de traction sont appliquées, de forces orientées alter nativement.dans des directions opposées perpendiculairement à la surface de la plaque afin de déflecter alternativement les dites régions les unes par rapport aux autres, dans des directions opposées, avec refroidissement simultané de la plaque dans les régions soumises aux forces.
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traversés par la -plaque et adaptés pour, au cours de cette traversée, chauffer la matière constituant la plaque à la température nécessaire pour obtenir son ramollissement; un moule au moins ajusté contre une face de la plaque sur toute la largeur de.celle-ci, le dit moule ayant une surface moulante constituée par des régions superficielles incurvées en des formes cylindriques dont les génératrices sont orientées parallèlement à la direction du déplacement de la plaque; des moyens appliquant la plaque contre la dite sur-
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moyens assurant le refroidissement'continu de la surface modelante, et des moyens d'entraînement de la plaque disposés à la suite du moule, assurant la traversée de la plaque dans les moyens de chauffage mentionnés ci-dessus alors que la dite plaque est appliquée contre la surface modelante.
D'autres points caractéristiques de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre en se référant au dessin joint dans lequel : la figure 1 est une vue schématique d'une installation <EMI ID=5.1> les ; la figure 3 est une vue en perspective frontale plongeante d'une partie du moule inférieur, le moule supérieur étant schématisé en pointillé ; <EMI ID=6.1> placement de la plaque, d'un autre mode de construction des deux moules ; la figure 5 est une coupe de la figure 4 suivant la ligne V-V la figure 6 est une vue partielle avec coupe partielle d' un dispositif à rouleaux destiné à entraîner la plaque ; la figure 7 est une vue schématique montrant l'action des moules sur la plaque thermoplastique ;
la figure 8 est une vue en perspective d'une région termi' nale de deux plaques dans un accouplement en toiture, dans lequel les ondulations des plaques ont une forme crénée ; . la figure 9 montre une variante de forme dé plaque utilisable pour l'accouplement en toiture représente dans la figure 8 la figure 10 est une coupe en section droite d'une portion' marginale longitudinale d'une autre variante de forme de plaque utilisable comme dans la figure 8 ; la figure 11 montre schématiquement une installation de fabrication de plaques selon les figures 8 à 10 ; <EMI ID=7.1>
les à utiliser dans l'installation représentée dans la figure 11;
les figures 13 et 14 montrent schématiquement deux étapes consécutives de la fabrication de plaques selon les figures 8 à 10; la figure 15 est une vue en plan d'un autre mode de réalisation d'un moule à employer dans une variante du procédé ; <EMI ID=8.1> ployer dans une variante du procédé ; la figure 17 est une coupe du moule de la figure 16 effec-tuée suivant un plan vertical longitudinal passant dans le long du fond a'une ondulation; <EMI ID=9.1>
vantage.
La plaque résultante suit un itinéraire rectiligne allant
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posée dans un plan horizontale et ses deux faces étant respectivement tournées, l'une vers le haut., et l'autre vers le bas. Cet itinéraire est défini de l'un des côtes par des rouleaux ou cylindres
<EMI ID=11.1> la figure 6. Ainsi ou'on peut le'voir dans cette figure 6, les rollleaux 19 et 20 agissent par frottement sur les faces opposées de la plaque 14 et sont pourvus à cet effet de bandages 21 circulaires en caoutchouc. Dans la région de ces rouleaux tracteurs, la plaque est <EMI ID=12.1>
des rouleaux 20 est. égal à celui des rouleaux 19, et de Même que <EMI ID=13.1>
l'arbre 22'-, et tournant à la même -vitesse grâce à un couplage appro-
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rouleaux respectifs 19 et tous ces rouleaux.19 et 20 ont le même diamètre externe et exercent chacun sur la plaque .14 une même forme de traction avec la même vitesse et cela. sur toute la. largeur de la plaque.
Deux radiateurs infrarouges, référencés 25 et 26 dans la <EMI ID=15.1>
14 et leur intensité de chauffage est réglée de telle sorte que la plaque soit portée à sa température de ramollissement du fait de son passage entre les radiateurs. Deux moules 27 et 28 sont placés
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décrits en détail en se référant aux. figures 2 à 5.
Ainsi qu'on l'a représenté dans les figures 2 et 3, chaque moule est constitué par une boite en tôle métallique 2'7 et 28 respectivement, dont la. largeur L est au moins égale à la largeur
<EMI ID=17.1> <EMI ID=18.1> traduction de la plaque 14 dans l'espace entre les deux moules.
Revenant à la figure 1, on voit que des moyens refroidis-
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froidissent la plaque grâce à une circulation d'eau au travers de ces deux boîtes.
Considérant les moyens qui viennent d'être décrits et se
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en ne tenant pas compte pour -le moment de la fonction des moyens de refroidissement 40, 41.
<EMI ID=21.1> tre les-rouleaux 19 et 20 exerçant sur la plaque un ensemble de
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portent des réglons alternativement saillantes et cr.euses reparties sur la. largeur de la plaque, il est évident que lorsque la plaque
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res à la surface originale de la plaque, laquelle se déplace perpendiculairement au plan de la figure 7. En conséquence,' des régions longitudinales alternées de la plaque sont déficelées de leur planéité originale., déflections représentées en pointillé dans la figure 7, chacune d'entre elles étant tractée et étirée transversalement pour former une demi-onde d'une ondulation sinusoïdale.
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fixer les ondulations imprimées dans la plaque, mais également et principalement pour éviter le collage de la matière ramollie' sur
les surfaces modelantes des moules, et en outre, amener la matière constituant la plaque à un conditionnement défini d'ordre moléculaire,- lequel est extrêmement important pour la standardisation en qualité du produit final.
En effet, au premier contact avec les moules fortement refroidis, des films durs se forment sur les faces de la plaque stoppe-! sant au collage de la matière contre les moules,- Ce durcissement superficiel est en outre préparé par les parois inclinées 28 (voir la figure 3) qui radient du froid vers les faces de .la plaque et durcis. sent déjà ces faces avant que la plaque pénètre effectivement dans l'espace entre les surfaces ondulées des moules. Ensuite, alors <EMI ID=26.1>
lécules de la matière s'orientent toutes clans des directions préfé-
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que et parallèlement aux faces de cette ,)laque. Toutefois, on doit se rappeler que la plaque est soumise ultérieurement à d'autres for-
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action des rouleaux 19 et 20 à la suite de quoi, les molécules de la plaque sont finalement orientées parallèlement aux ondulations de la. plaque assurant ainsi une élasticité considérable et une résistance mécanique satisfaisante. Cette élasticité et cette résistance constituent le principal avantage résultant du procédé selon l'invention par rapport aux plaques ondulées fabriquées de n'importe quelle autre manière, telle que par exemple, par extrusion au travers d'une filière à profil ondulé.
Il a été constaté qu'il était inopportun que la matière constituant la plaque soit complètement durcie au sortir du premier couple de moules.. Lorsque la plaque a une épaisseur appréciable, il est même avantageux de faire passer la plaque dans un second cou-
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de filière aans laquelle la plaque est étirée et refroidie tandis qu'elle est mue par les rouleaux 15 et 16. A cet effet, les parois
<EMI ID=30.1> les faces opposées de la plaque par un moyen quelconque approprié, de préférence réglable en pression semblable à celui agissant sur les moules 27, 28. De cette manière, même avant que la matière de. la plaque 14 pénètre dans l'espace entre les moules 27, 28, elle subit une extension longitudinale. Les molécules étirées sont en conséquence "détrempées" et leur arrange'!lent mutuel est consolidé
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Afin d'assurer un étirage transversal prédominant entre les moules 27, 28, la dimension de ces moules dans le sens de marche de la plaque doit être relativement faible, de l'ordre de quelques dizaines de centimètres (par exemple 25 à 40 cm comme mentionné plus haut), afin d'éviter des tensions considérables de traction
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servant sa largeur initiale sans altération sensible malgré sa conversion de plaque plane en plaque ondulée. Pour les mêmes raisons, les vitesses périphériques des rouleaux 15, 16., d'une part, et 19,
20, d'autre part, doivent être accordées entre elles. Comme résultat d'un grand nombre d'essais effectués jusqu'à présenta on a cons--
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vitesse périphérique inférieure de 1 à 3% à celle des rouleaux 15,
16. Si tous les rouleaux ont le même diamètre,- il suffira de choisie pour le renvoi 18 un rapport réducteur tel que les rouleaux 19, 20 effectuent seulement 97 à 99 tours tandis que les rouleaux'15, 16, en effectuent 100.
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127, 128, représentés dans les figures 4 et 5. Chacun de ces moules comprend un certain nombre de cylindres métalliques creux 50,
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tés par les parois 51, 52, et disposés parallèlement entre eux sur
-toute la, largeur de la plaque 14. Les. cylindres du moule 127 sont disposés en regard des intervalles entre cylindre?, du -,;ioule 128, et
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pectivement, la communication entre tubes cylindres et les tubes collecteurs étant assurée par des ouvertures référencées 55 et 56 dans la figure 5. En outre, ainsi qu'on peut le voir dans la figure 5, les tubes collecteurs sont situés le plus près possible des extrémités des tubes cylindriques et pourvus de tubulures de raccord 57,
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circulant dans les tubes cylindriques, tel que de l'eau. La flèche
D dans la figure 5 indique_ la direction et le plan suivant lequel la plaque 14 pénètre dans l'espace entre les moules 127, 128.
On remarquera que les extrémités des tubes cylindriques, situées du côté de l'entrée de la plaque sont pourvues de parois 51 formant un biseau orienté vers l'autre moule dans le sens du déplacement de la plaque 14, c'est-à-dire dans le sens de la flèche D.
On remarquera en plus que dans les deux modes de réalisation des Non; les, les moules supérieur et inférieur ont la même longueur (P dans la figure 2) dans le sens du déplacement de la plaque, les moules restant constamment face à face, sans aucun basculement ni aucun entraînement dans le sens du mouvement de la plaque. Cet arrangement a une très grande importance pratique pour éviter les distorsions des plaques ondulées élaborées selon l'invention. De plus, toujours au point de vue des causes possibles de 'distorsion à éviter, il est avantageux que les deux moules soient refroidis chacun à des températures aussi voisines que possible et de préférence iden. ' tiques.
La circulation de l'eau dans les moules doit en conséquence être relativement intense afin que les deux faces de la plaque soient exactement- et uniformément refroidies à une température de 15[deg.] à
20[deg.]C, température à laquelle se forme pour cnacune des faces de la plaque, un film suffisamment solide.et durci.
Avec certaines matières, ou lorsque l'on opère à grande vitesse, le frottement entre la plaque et les surfaces opérantes des moules peut constituer une résistance s'opposant à l'alimentation des moules et pouvant aller jusqu'à provoquer des déchirures dans la plaque. Il a été constat^ que pour éviter cet inconvénient, il suffisait de faire mouvoir ou vibrer l'un quelconque des moules, le moule supérieur par exemple, avec un Mouvement alternatif orienté perpendiculairement au plan général de la plaque en cours de passage entre les moules. L'amplitude ce mouvement doit être relative-
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bir à la plaque. A cet effet, des moules tels que 27, et 27' de là figure 1, peuvent être suspendus par exemple, sur des excentriques calés sur des arbres tournant à une vitesse déterminée par rapport à celle des rouleaux 19, 20.
La plaque ondulée sortant des rouleaux 19, 20, peut oppor-
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moyen connu approprié.
Les feuilles ondulées obtenues de la manière décrite ci' dessus ont une section droite généralement sinusoïdale semblable à celle bien connue des tôles métalliques ondulées employées comme toitures. En conséquence, par exemple, pour constituer une toiture, la fixation des feuilles plastiques sur une armature support, implique la perforation de ces feuilles par des clous ou des vis; de plus, afin que les joints entre feuilles adjacentes aient une étanchéité suffisante par rapport aux agents atmosphériques, les feuilles devront se recouvrir largement entre elles.
Il est évident que les problèmes et difficultés ci-dessus et.autres, pourraient être évités ou éliminés s'il était possible de prévoir au moins sur les bords longitudinaux des feuilles, une ondulation spéciale, par exemple en forme de queue d'aronde ou d'une section droite analogue, étant entendu que par l'accrochage réciproque de deux profils en queue d'aronde de deux feuilles conti-guës, on obtient aisément une solidarisation étanche entre les bords
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brures en queue d'aronde complémentaires, les feuilles couvrantes peuvent être ancrées sur l'armature sans qu'il soit nécessaire de recourir à des clous ou des vis.
En se référant aux figures 8 à 15 du dessin joint, on
va montrer maintenant que grâce à l'invention, il est possible de fabriquer des feuilles ondulées dans lesquelles au moins les ondulations adjacentes aux bords longitudinaux comprennent des portions crénées.
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failles en résine polyvinyle dont la direction longitudinale est indiquée par une flèche. Les deux feuilles sont chacune ondulées suivant une onde trapézoïdale dont les saillies et les creux s'étendent suivant la direction longitudinale des feuilles. Les ondulations comprennent chacune des murs en créneau tels que 6la et 61b,
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de queue d'aronde. D'après la figure, on voit que dans le joint 62 des bords contigus longitudinaux des feuilles, le creux en queue d'aronde formé sur la feuille 61 est engagé sur la saillie formée sur la feuille 60. Ce verrouillage est facile à exécuter grâce à l'élasticité de la matière constituant la feuille, et il fournit
un joint étanche mécaniquement fort qui ne laissera pas passer l'eau
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en queue d'aronde de hauteur correspondant à la profondeur des creux
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sembles sur le dit relief 63a comme représenté.
Dans la variante selon la figure 9, la feuille 64 comporte une région centrale s'étendant longitudinalement en ondulations sinusoïdales et se transformant auprès de ses bords longitudinaux
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tivement� ondulées en queue d'aronde servant à la jonction des feuilles suivant la manière représentée dans la figure 8.
Dans la variante représentée dans la figure 10, la région
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houcle 69, tandis que la région centrale s'étendant longitudinale- <EMI ID=47.1>
section droite crénée et est en conséquence apte à former un type 'de joint semblable à celui représente dans la figure 8 avec les mêmes possibilités d'ancrage sur une armature par l'intermédiaire d'un élément de forme complémentaire équivalente au relief 63a de <EMI ID=48.1>
Les feuilles thermoplastiques des types représentés dans les figures 8 à 10 peuvent être élaborées par extrusion. Toute -fois, cette procédure exige tout d'abord l'emploi d'une presse à extruder de puissance considérable en même temps que des filières appropriées, - tandis qu'il serait préférable de partir d'une plaque de matière thermoplastique élaborée de n'importe quelle manière commode, que l'on conformerait ensuite selon la forme désirée dans chaque cas particulier. D'autre part, les feuilles thermoplastiques extrudées sont étirées et tractées uniquement dans le sens longitudinal, alorf qu'il est connu que la résistance mécanique est améliorée si la feuille est étirée à la fois longitudinalement et transversalement.Ce. double étirage est déjà effectué au moyen de l'équipement décrit
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auxquels on pourra obtenir des feuilles conformes aux exemples représentés dans les figures .8 et 9.
En général, l'équipement comprend un rouleau 81 (figure
11) garni d'une feuille continue 82 de matière thermoplastique., laquelle est déroulée au moyen d'un couple de rouleaux transverse*aux
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sont disposés transversalement des tubes chauffant par infrarouge
85 au-dessus et en dessous de la feuille de façon à ramollir la portion de feuille comprise entre les couples de rouleaux, au degré . optimum approprié à l'étirage et à la déformation subséquente. Les <EMI ID=51.1> conditions opératoires des tubes chauffants 85 dépendent des divers facteurs et de ce fait ne peuvent être exposées en détail. Ces fac-. teurs sont principalement, la nature de- la matière constituant la feuille, son épaisseur, le degré de traction, la profondeur des ondulations, etc...
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est étirée entre un couple de moules 86, 87, qui sera décrit en détail plus loin, les dits moules étant énergiquement refroidis par
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feuille peut être tractée entre les moules 86, 87, selon la manière décrite en se référant à la figure 1 ou au moyen d'un dispositif d'entraînement par courroie tel que représenté dans la figure 11. Ces moyens d'entraînement sont organisés en couple afin d'agir par frottement sur les faces opposées de la feuille ondulée, et chaque moyen d'entraînement comprend un couple principal de poulies 88,
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presseurs 92 pressent la courroie contre la feuille 82". L'une des poulies, 89 par exemple, est actionnée par un moteur, en sorte que
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tement vers la droite de la figure. Une cisaille 93 et une contre cisaille 92 sont disposées en aval. des moyens d'entraînement, et sont adaptées pour débiter la feuille ondulée 82" en morceaux 94 ayant .3 une lori..-,Lieur désirée. Un convoyeur à rouleaux 95 transporte les morceaux 94 aux services de magasinage, emballage ou expédition.
Les moules représentés dans la figure 12 sont prévus pour la fabrication de feuilles telles que 60, 61 représentées dans la figure 8. En général, ils sont très semblables aux moules représentés dans les figures 2 et 3, sauf quant à la forme des surfaces opérantes, Plus particulièrement, le moule inférieur comporte une boîte métallique 100 creuse intérieurement et pourvue latéralement de part et d'autre, de deux tubulures raccords 101, 102, pour l'entrée et la. sortie respectivement, de l'eau de refroidissement. De même, le moule supérieur comprend une boite 103 pourvue de tubulures 104 et 105.
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afin de faciliter l'entrée de la feuille plastique dans l'espace entre les moules, ce que l'on comprendra. mieux en se reportant eux figures 13 'et 14. Les reliefs 108 sont régulièrement espacés dans le sens transversal, laissant entre eux des canaux 109 capables d'épouser les reliefs du moule opposé en laissant en plus un jeu égal ou légèrement supérieur à l'épaisseur de la feuille thermoplastique à onduler. Bien que cela ne- soit pas explicitement représenté dans le dessin, il est avantageux que toutes les arêtes angulaires des reliefs 108 soient un p.eu arrondies afin d'éviter qu'elles ne coupent la feuille plastique au cours de son passage entre les moules.
Ainsi qu'on l'a Mentionné plus haut, la surface opérante du moule 103 est complémentaire. de la surface opérante du Moule
100, compte tenu du jeu. En conséquence, dans la plupart des cas, il sera impossible de mettre les moules dans leur position coopérante par un déplacement vertical relatif comme décrit en se référant a.ux figures 2 à 10, étant donné que les grandes bases des sections trapézoïdales des reliefs 108 ne peuvent pas pénétrer dans les canaux 109. Une procédure spéciale doit donc être suivie, et elle va. être décrite en se référant aux figures 13 et 14.
Dans la figure 13, on voit que le moule inférieur 100 est rigidement disposé sur une plaque de couche schématiquement référencée
110; la surface opérante de ce moule est tournée vers le haut, les
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rection F, le moule 103 étant disposé par rapport au. moule 100 de
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longitudinal avec les canaux 109 du moule 100.
Le conditionnement représenté dans la figure 13 correspond au départ de la procédure d'ondulation; dans cet état, la feuille 82 glisse sur les saillies des reliefs des deux moules et ne subit qu' une légère déformation ondulée. Mais dès que le bord d'attaque de la feuille 82 pénètre entre les moyens d'entraînement 88 - 91 (figure
11), le moule supérieur 103 est progressivement déplacé vers la gauche de la figure 13 de telle sorte que ses reliefs 108 s'introduisent dans les canaux 109 du moule inférieur 100, ainsi que représenté à plus grande échelle dans la figure 14. Lorsque le moule supérieur 103 a atteint cette position représentée, il y est stoppé pendant toute la. durée de l'opération qui s'exécute dans des condi-
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Plus particulièrement, la feuille 82 est soumise à une traction longitudinale du fait de l'action des moyens' d'entraînement 88-91 et à une traction transversale du fait de l'action des reliefs 108 des . moules, lesquels reliefs étirent latéralement la feuille 82 d'une manière semblable à celle décrite en se référant à la figure 7. On comprendra que de l'eau de refroidissement circule dans les moules afin que les conformations imposées à la feuille plastique prennent
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ve" doit être interprétée comme étant la caractéristique différenciant les feuilles ondulées élaborées selon l'invention, d'avec les feuilles ondulées élaborées par extrusion. En fait, les tractions et les étirages engendrent dans la matière constituant la feuille, des <EMI ID=63.1>
moules, Liais qui peuvent être détruites par un nouveau chauffage à
une température voisine de la température de ramollissement. En con-
�
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ensuite à cette chauffe, ne présenteront aucune tendance au retrait en largeur et seulement une légère tendance à retrait dans la lon-
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ramollissement, tendront à se rétracter en largeur et en longueur, mettant clairement en évidence l'existence des tensions internes filer
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Lorsque les ondulations sont relativement profondes,. le retrait transversal de la feuille peut ne pas être uniforme sur tou-
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le moule est référencé 100a et F indique toujours la direction du. déplacement de la feuille entre les moules. Le moule 100 a. a une forme générale symétrique en coin orienté en sens inverse de la direction F. Une feuille pénétrant entre un couple de tels moules, est en conséquence engagée tout d'abord le long d'une région médiane lor
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respondant du moule coopérant. L'étirage transversal et l'allongement partent ainsi de ce canal 109 et des reliefs adjacents 108.
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que, de l'épaisseur de la feuille, de la profondeur des ondulations, <EMI ID=71.1>
une faible valeur de l'angle "alpha" et vice versa.
On remarquera que certains arrangements qui vont être maintenant décrits permettent sans conséquence fâcheuse de se dis-
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au départ de l'opération d'ondulation, afin de la faire entrer en contact sur toute sa largeur avec les rangées de trous de succion.
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te métallique constituant le moule, dont la paroi supérieure 131 est ondulée selon le profil désiré, et dont les saillies et les creux s'étendent suivant la direction F de déplacement de la feuille. Pendant l'opération, de l'eau de refroidissement circule dans le moule lequel est pourvu à cet effet de tubulures telles que 132. La face interne de la paroi ondulée 131 du moule., comporte, soudés contre
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ment prévues pour être raccordées à une source de vide. La paroi 131 est perforée au-dessus de chacun de ces collecteurs sur toute sa
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Dans le cas le plus fréquent, où. l'on élabore des feuilles en résine^-
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des trous doit être compris entre 0,5 et 1,5 mm, le vide engendré dans les collecteurs s'élèvent au plus à 70 cm d'eau. Dans chaque rangée, les trous doivent être aussi rapprochés' que possible, sans risque d'affaiblissement de la. résistance du moule, -étant donné qu'il
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dans la direction F (figure 18) 'après avoir été chauffée à une temperature voisine de sa température de ramollissement; de l'eau de refroidissement circule dans le moule et les collecteurs 133, 134, 135, sont connectes à une source de vide. Dans-ces conditions, la feuille
82 va simplement glisser sur les Faillies des. ondulations de la. face supérieure du moule, sans s'adapter dans les creux, et il-en est
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comme expliqué en se -référant aux figures 1 à 11. Par conséquent, pour déflecter la feuille vers, les creux des ondulations, ainsi -qu'on,
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deux extrémités des branchés des tubes en U sont tournées vers le haut et connectées rigidement sur des collecteurs transversaux 146,
147, respectivement, pour l'entrée et la sortie, respectivement, l'eau de refroidissement circulant ainsi dans les tubes 145. Les collecteurs 14.6, 147\sont solidarisés par des barres 148, constituant ainsi un.ensemble rigide pouvant être abaissé et relevé par rapport au.moule 130 par n'importe quel moyen approprié, non représenté dans le dessin. Au début de l'opération d'ondulation, alors
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me dit ci-dessus, l'ensemble déflecteur est momentanément abaissé dans la position représentée, en sorte que sur toute-sa largeur, la feuille entre en contact avec les trous de succion 139, 140, 141, .qui aspirent la feuille et l'oblige à s'appliquer exactement sur la surface opérante du moule. A ce stade, l'ensemble déflecteur est
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140, 141, étant suffisant pour retenir la feuille 82 en contact général parfait avec le moule. En glissant sur -Le moule, la feuille 82 est refroidie et conserve de ce fait les ondulations qui lui ont été imposées. Si nécessaire, pour les feuilles relativement épaisses, on peut utiliser une pluralité de moules du type représenté, disposée à la suite les uns des autres.
L'emploi de moules poreux ou perforés pour la mise en forme par le vide de feuilles thermoplastiques est connu en soi, mais tel qu'il est connu, il n'est exploité qu'en opération discontinue, c'est-à-dire, en plaçant une feuille sur un moule, en aspirant cette feuille sans aucun déplacement longitudinal, et en la maintenant dans cet état aspiré jusqu'à ce qu'elle se soit fortement durcie.
En différence essentielle du procédé ci-dessus, selon la présente invention, la feuille 82 se déplace d'une manière continue par rapport au moule, et lorsqu'elle glisse sur la première ainsi que sur la seconde rangée de trous, 139, 140, elle est encore dans un état plastique. Contre toute attente, la matière thermoplastique constituant la feuille ne grippe pas dans les trous 139, 140, mais glisse d'une manière relativement aisée sur la paroi ondulée 139, laquelle d'autre part, est finement polie ainsi que spécifié en se référant aux moules 27, 28, représentés dans la figure 2. Evidem-
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placé par exemple par un moule poreux connu antérieurement. Un autre point essentiel réside dans le fait que, comme représenté dans la figure 18, l'ensemble déflecteur 145, 148, est disposé un peu en avant de la première rangée de trous 139. Il en résulte que la surface inférieure de la feuille thermoplastique 82 est refroidie et durcie par la paroi 131 du moule avant d'atteindre les trous 139, <EMI ID=83.1>
posant à ce que les trous 139 et tous autres trous enlèvent par ra: -
The present invention relates to a method and an apparatus for manufacturing corrugated thermoplastic sheets, in material.
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logues.
The object of the invention is a method and an apparatus making it possible to obtain a corrugated sheet or plate of thermoplastic material, from an initially flat sheet or plate, of which
the generatrices of the corrugated profile are parallel to the longitudinal extension. of said sheet or plate.
According to its preferred embodiment, the method in question- <EMI ID = 2.1>
ge; application 4-the plate of .traction forces distributed over: its entire width, causing the continuous displacement of the plate through the heating zone; heating the plate in the. said heating zone to the softening temperature of said plate; Simultaneous non-application to the longitudinal regions of the plate located between the heating zone and the zone to which the tensile forces are applied, of forces oriented alternately in opposite directions perpendicular to the surface of the plate in order to deflect said regions alternately relative to each other, in opposite directions, with simultaneous cooling of the plate in the regions subjected to the forces.
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traversed by the -plate and suitable for, during this crossing, heating the material constituting the plate to the temperature necessary to obtain its softening; a mold at least fitted against one face of the plate over the entire width thereof, said mold having a molding surface formed by surface regions curved into cylindrical shapes, the generatrices of which are oriented parallel to the direction of movement of the plate the plaque; means applying the plate against said sur-
<EMI ID = 4.1>
means ensuring the continuous cooling of the shaping surface, and drive means of the plate disposed after the mold, ensuring the passage of the plate in the heating means mentioned above while said plate is applied against the modeling surface.
Other characteristic points of the invention will become apparent during the description which follows with reference to the accompanying drawing in which: FIG. 1 is a schematic view of an <EMI ID = 5.1> installation; FIG. 3 is a plunging front perspective view of part of the lower mold, the upper mold being shown diagrammatically in dotted lines; <EMI ID = 6.1> placement of the plate, another method of construction of the two molds; Figure 5 is a section of Figure 4 along the line V-V; Figure 6 is a partial view with partial section of a roller device for driving the plate; FIG. 7 is a schematic view showing the action of the molds on the thermoplastic plate;
Fig. 8 is a perspective view of an end region of two plates in a roof coupling, in which the corrugations of the plates have a crenate shape; . Figure 9 shows an alternative form of plate usable for the roof coupling; Figure 8 shows in Figure 10 is a cross section of a longitudinal marginal portion of another alternative form of plate usable as in figure 8; FIG. 11 schematically shows an installation for manufacturing plates according to FIGS. 8 to 10; <EMI ID = 7.1>
them to be used in the installation shown in figure 11;
Figures 13 and 14 schematically show two consecutive steps in the manufacture of plates according to Figures 8 to 10; Fig. 15 is a plan view of another embodiment of a mold for use in an alternative process; <EMI ID = 8.1> apply in a variant of the process; FIG. 17 is a section through the mold of FIG. 16 taken along a longitudinal vertical plane passing along the bottom of a corrugation; <EMI ID = 9.1>
vantage.
The resulting plate follows a rectilinear route going
<EMI ID = 10.1>
posed in a horizontal plane and its two faces being respectively turned, one upwards., and the other downwards. This route is defined from one side by rollers or cylinders
<EMI ID = 11.1> figure 6. Thus or 'one can see in this figure 6, the rollleaux 19 and 20 act by friction on the opposite faces of the plate 14 and are provided for this purpose with circular bandages 21 in rubber. In the region of these traction rollers, the plate is <EMI ID = 12.1>
of the rollers 20 is. equal to that of rollers 19, and same as <EMI ID = 13.1>
shaft 22'-, and rotating at the same -speed thanks to an approximate coupling
<EMI ID = 14.1>
respective rollers 19 and all these rollers 19 and 20 have the same external diameter and each exert on the plate 14 the same form of traction with the same speed and that. all over the. plate width.
Two infrared heaters, referenced 25 and 26 in <EMI ID = 15.1>
14 and their heating intensity is adjusted so that the plate is brought to its softening temperature due to its passage between the radiators. Two molds 27 and 28 are placed
<EMI ID = 16.1>
described in detail with reference to. figures 2 to 5.
As has been shown in Figures 2 and 3, each mold is constituted by a sheet metal box 2'7 and 28 respectively, of which. width L is at least equal to the width
<EMI ID = 17.1> <EMI ID = 18.1> translation of plate 14 in the space between the two molds.
Returning to Figure 1, it can be seen that cooling means
<EMI ID = 19.1>
cool the plate by circulating water through these two boxes.
Considering the means which have just been described and
<EMI ID = 20.1>
by not taking into account for the moment the function of the cooling means 40, 41.
<EMI ID = 21.1> be the rollers 19 and 20 exerting on the plate a set of
<EMI ID = 22.1> <EMI ID = 23.1>
carry alternately protruding and hollow rulers distributed over the. width of the plate, it is evident that when the plate
<EMI ID = 24.1>
res to the original surface of the plate, which moves perpendicular to the plane of Figure 7. As a result, alternating longitudinal regions of the plate are deflected from their original flatness., deflections shown in dotted lines in Figure 7, each d 'between them being towed and stretched transversely to form a half wave of a sine wave.
<EMI ID = 25.1>
fix the corrugations printed in the plate, but also and mainly to avoid sticking of the softened material 'on
the modeling surfaces of the molds, and in addition, to bring the material constituting the plate to a defined conditioning of molecular order, - which is extremely important for the standardization of the quality of the final product.
Indeed, at the first contact with the strongly cooled molds, hard films form on the faces of the plate stopped! sant the bonding of the material against the molds, - This surface hardening is further prepared by the inclined walls 28 (see Figure 3) which radiate cold to the faces of the plate and hardened. already feels these faces before the plate actually enters the space between the corrugated surfaces of the molds. Then then <EMI ID = 26.1>
the ecules of matter all orient themselves in preferred directions.
<EMI ID = 27.1>
that and parallel to the faces of this,) lacquer. However, it should be remembered that the plate is subsequently subjected to other for-
<EMI ID = 28.1>
action of rollers 19 and 20 as a result of which the molecules of the plate are finally oriented parallel to the corrugations of the. plate thus ensuring considerable elasticity and satisfactory mechanical resistance. This elasticity and this resistance constitute the main advantage resulting from the process according to the invention over corrugated sheets produced in any other way, such as, for example, by extrusion through a die with corrugated profile.
It was found that it was inappropriate for the material constituting the plate to be completely hardened on leaving the first pair of molds. When the plate has an appreciable thickness, it is even advantageous to pass the plate in a second neck.
<EMI ID = 29.1>
die in which the plate is stretched and cooled as it is moved by rollers 15 and 16. For this purpose, the walls
<EMI ID = 30.1> the opposite faces of the plate by any suitable means, preferably adjustable in pressure similar to that acting on the molds 27, 28. In this way, even before the material of. the plate 14 penetrates into the space between the molds 27, 28, it undergoes a longitudinal extension. The stretched molecules are accordingly "soggy" and their mutual arrangement is consolidated.
<EMI ID = 31.1>
In order to ensure a predominant transverse stretching between the molds 27, 28, the dimension of these molds in the running direction of the plate must be relatively small, of the order of a few tens of centimeters (for example 25 to 40 cm as mentioned above), in order to avoid considerable tensile stresses
<EMI ID = 32.1>
serving its original width without significant alteration despite its conversion from flat plate to corrugated plate. For the same reasons, the peripheral speeds of the rollers 15, 16., on the one hand, and 19,
20, on the other hand, must be agreed between them. As a result of a large number of tests carried out so far we have found
<EMI ID = 33.1>
peripheral speed 1 to 3% lower than that of rollers 15,
16. If all the rollers have the same diameter, - it will suffice to choose for the return 18 a reduction ratio such that the rollers 19, 20 perform only 97 to 99 turns while the rollers 15, 16, perform 100.
<EMI ID = 34.1>
127, 128, shown in Figures 4 and 5. Each of these molds comprises a number of hollow metal cylinders 50,
<EMI ID = 35.1>
tees by the walls 51, 52, and arranged parallel to each other on
-all the width of the plate 14. The. cylinders of the mold 127 are arranged opposite the intervals between cylinder ?, du - ,; ioule 128, and
<EMI ID = 36.1>
pectively, the communication between cylinder tubes and the collecting tubes being ensured by openings referenced 55 and 56 in figure 5. In addition, as can be seen in figure 5, the collecting tubes are located as close as possible to the ends of the cylindrical tubes and provided with connection pipes 57,
<EMI ID = 37.1>
circulating in the cylindrical tubes, such as water. The arrow
D in Fig. 5 indicates the direction and plane in which the plate 14 enters the space between the molds 127, 128.
It will be noted that the ends of the cylindrical tubes, located on the entry side of the plate are provided with walls 51 forming a bevel oriented towards the other mold in the direction of movement of the plate 14, that is to say in the direction of arrow D.
It will also be noted that in the two embodiments of the No; the, the upper and lower molds have the same length (P in Figure 2) in the direction of movement of the plate, the molds remaining constantly face to face, without any tilting or any drive in the direction of movement of the plate. This arrangement is of very great practical importance in order to avoid distortions of the corrugated plates produced according to the invention. In addition, still from the point of view of the possible causes of distortion to be avoided, it is advantageous that the two molds are each cooled to temperatures as close as possible and preferably identical. ticks.
The circulation of water in the molds must therefore be relatively intense so that both sides of the plate are exactly and uniformly cooled to a temperature of 15 [deg.] To
20 [deg.] C, temperature at which forms for cnacune of the faces of the plate, a sufficiently solid film. And hardened.
With certain materials, or when operating at high speed, the friction between the plate and the operating surfaces of the molds can constitute a resistance opposing the feeding of the molds and which can go as far as causing tears in the plate. . It was noted that to avoid this drawback, it was sufficient to make any one of the molds move or vibrate, the upper mold for example, with an alternating movement oriented perpendicular to the general plane of the plate during passage between the molds. . The amplitude of this movement must be relative-
<EMI ID = 38.1>
bir to the plate. For this purpose, molds such as 27, and 27 'of FIG. 1, can be suspended, for example, on eccentrics wedged on shafts rotating at a speed determined with respect to that of the rollers 19, 20.
The corrugated plate coming out of the rollers 19, 20, can be
<EMI ID = 39.1>
known means suitable.
The corrugated sheets obtained as described above have a generally sinusoidal cross section similar to that well known from corrugated metal sheets used as roofs. Consequently, for example, to constitute a roof, the fixing of the plastic sheets on a support frame, involves the perforation of these sheets by nails or screws; moreover, so that the joints between adjacent sheets have a sufficient seal with respect to atmospheric agents, the sheets must overlap widely with one another.
It is obvious that the above problems and difficulties and others, could be avoided or eliminated if it was possible to provide at least on the longitudinal edges of the sheets, a special corrugation, for example in the form of a dovetail or of a similar cross section, it being understood that by the reciprocal attachment of two dovetail profiles of two conti-guessed sheets, a tight connection between the edges is easily obtained
<EMI ID = 40.1>
Complementary dovetail splits, the cover sheets can be anchored to the frame without the need for nails or screws.
Referring to Figures 8 to 15 of the accompanying drawing, we
will now show that by virtue of the invention, it is possible to manufacture corrugated sheets in which at least the corrugations adjacent to the longitudinal edges comprise notched portions.
\
<EMI ID = 41.1>
polyvinyl resin faults whose longitudinal direction is indicated by an arrow. The two sheets are each corrugated in a trapezoidal wave, the projections and hollows of which extend in the longitudinal direction of the sheets. The corrugations each include crenellated walls such as 6la and 61b,
<EMI ID = 42.1>
dovetail. From the figure, it can be seen that in the joint 62 of the longitudinal contiguous edges of the sheets, the dovetail hollow formed on the sheet 61 is engaged on the projection formed on the sheet 60. This locking is easy to perform thanks to to the elasticity of the material constituting the sheet, and it provides
a mechanically strong waterproof seal that will not let water through
<EMI ID = 43.1>
dovetail height corresponding to the depth of the hollows
<EMI ID = 44.1>
appear on said relief 63a as shown.
In the variant according to FIG. 9, the sheet 64 comprises a central region extending longitudinally in sinusoidal undulations and transforming near its longitudinal edges.
<EMI ID = 45.1>
tively � wavy dovetail serving for the junction of the sheets as shown in figure 8.
In the variant shown in figure 10, the region
<EMI ID = 46.1>
loop 69, while the central region extending longitudinally - <EMI ID = 47.1>
crenated cross section and is therefore able to form a type of joint similar to that shown in Figure 8 with the same possibilities of anchoring on a frame by means of an element of complementary shape equivalent to the relief 63a of < EMI ID = 48.1>
Thermoplastic sheets of the types shown in Figures 8-10 can be made by extrusion. However, this procedure first requires the use of an extruding press of considerable power together with the appropriate dies, while it would be preferable to start from a plate of thermoplastic material produced from n. any convenient way, which would then be shaped into the shape desired in each particular case. On the other hand, extruded thermoplastic sheets are stretched and pulled only in the longitudinal direction, although it is known that the mechanical strength is improved if the sheet is stretched both longitudinally and transversely. double stretching is already carried out using the equipment described
<EMI ID = 49.1>
which can be obtained sheets conforming to the examples shown in Figures 8 and 9.
In general, the equipment includes a roller 81 (figure
11) lined with a continuous sheet 82 of thermoplastic material., Which is unwound by means of a pair of transverse rollers * to the
<EMI ID = 50.1>
infrared heating tubes are arranged transversely
85 above and below the sheet so as to soften the portion of the sheet between the pairs of rollers, to the degree. optimum suitable for stretching and subsequent deformation. The <EMI ID = 51.1> operating conditions of the heating tubes 85 depend on various factors and therefore cannot be explained in detail. These fac-. The main factors are the nature of the material constituting the sheet, its thickness, the degree of traction, the depth of the corrugations, etc.
<EMI ID = 52.1>
is stretched between a pair of molds 86, 87, which will be described in detail later, said molds being energetically cooled by
<EMI ID = 53.1>
sheet can be towed between the molds 86, 87, in the manner described with reference to Figure 1 or by means of a belt drive device as shown in Figure 11. These drive means are organized in torque in order to act by friction on the opposite faces of the corrugated sheet, and each drive means comprises a main pair of pulleys 88,
<EMI ID = 54.1>
pressers 92 press the belt against the sheet 82 ". One of the pulleys, 89 for example, is actuated by a motor, so that
<EMI ID = 55.1>
towards the right of the figure. A shear 93 and a counter shear 92 are arranged downstream. drive means, and are adapted to cut the corrugated sheet 82 "into pieces 94 having a desired size. A roller conveyor 95 transports the pieces 94 to warehousing, packaging or shipping departments.
The molds shown in figure 12 are intended for the manufacture of sheets such as 60, 61 shown in figure 8. In general, they are very similar to the molds shown in figures 2 and 3, except for the shape of the operating surfaces. More particularly, the lower mold comprises a metal box 100 hollow internally and provided laterally on either side, with two connecting pipes 101, 102, for the inlet and the. cooling water outlet respectively. Likewise, the upper mold comprises a box 103 provided with pipes 104 and 105.
<EMI ID = 56.1>
<EMI ID = 57.1>
in order to facilitate the entry of the plastic sheet into the space between the molds, which will be understood. better with reference to them in Figures 13 'and 14. The reliefs 108 are regularly spaced in the transverse direction, leaving between them channels 109 capable of matching the reliefs of the opposite mold while leaving in addition a clearance equal to or slightly greater than the thickness of the thermoplastic sheet to be corrugated. Although this is not explicitly shown in the drawing, it is advantageous that all the angular edges of the reliefs 108 are a rounded p.eu in order to prevent them from cutting the plastic sheet during its passage between the molds. .
As mentioned above, the operating surface of the mold 103 is complementary. of the operating surface of the mold
100, taking into account the clearance. Consequently, in most cases, it will be impossible to bring the molds into their cooperating position by a relative vertical displacement as described with reference to Figures 2 to 10, since the large The bases of the trapezoidal sections of the landforms 108 cannot penetrate the channels 109. A special procedure must therefore be followed, and it will. be described with reference to Figures 13 and 14.
In FIG. 13, it can be seen that the lower mold 100 is rigidly arranged on a layer plate schematically referenced
110; the operating surface of this mold is turned upwards, the
<EMI ID = 58.1> <EMI ID = 59.1>
rection F, the mold 103 being disposed relative to the. mold 100 of
<EMI ID = 60.1>
longitudinal with the channels 109 of the mold 100.
The conditioning shown in Figure 13 corresponds to the start of the corrugation procedure; in this state, the sheet 82 slides over the protrusions of the reliefs of the two molds and undergoes only a slight wavy deformation. But as soon as the leading edge of the sheet 82 enters between the drive means 88 - 91 (figure
11), the upper mold 103 is progressively moved to the left of FIG. 13 so that its reliefs 108 are introduced into the channels 109 of the lower mold 100, as shown on a larger scale in FIG. 14. When the upper mold 103 has reached this position shown, it is stopped there throughout. duration of the operation which is carried out under
<EMI ID = 61.1>
More particularly, the sheet 82 is subjected to a longitudinal traction due to the action of the drive means 88-91 and to a transverse traction due to the action of the reliefs 108 of. molds, which reliefs laterally stretch the sheet 82 in a manner similar to that described with reference to FIG. 7. It will be understood that cooling water circulates in the molds so that the conformations imposed on the plastic sheet take
<EMI ID = 62.1>
ve "must be interpreted as being the characteristic which differentiates the corrugated sheets produced according to the invention, from the corrugated sheets produced by extrusion. In fact, the pulling and stretching generate in the material constituting the sheet, <EMI ID = 63.1>
mussels, Liais which can be destroyed by reheating with
a temperature close to the softening temperature. In con-
�
<EMI ID = 64.1>
then at this heating, will show no tendency to shrink in width and only a slight tendency to shrink in the length.
<EMI ID = 65.1>
softening, will tend to retract in width and length, clearly highlighting the existence of internal tensions.
<EMI ID = 66.1>
When the waves are relatively deep ,. the transverse shrinkage of the sheet may not be uniform throughout
<EMI ID = 67.1>
<EMI ID = 68.1>
the mold is referenced 100a and F always indicates the direction of. moving the sheet between the molds. The mold 100 a. has a generally symmetrical wedge shape oriented in the opposite direction to the direction F. A sheet penetrating between a pair of such molds, is therefore engaged first of all along a middle region lor
<EMI ID = 69.1>
respondent of the cooperating mold. The transverse stretching and the elongation thus start from this channel 109 and from the adjacent reliefs 108.
<EMI ID = 70.1>
that, sheet thickness, corrugation depth, <EMI ID = 71.1>
a low value of the angle "alpha" and vice versa.
It will be noted that certain arrangements which will now be described make it possible without adverse consequences to dis-
<EMI ID = 72.1>
at the start of the corrugation operation, in order to make it come into contact over its entire width with the rows of suction holes.
<EMI ID = 73.1>
you metal constituting the mold, whose upper wall 131 is corrugated according to the desired profile, and whose projections and hollows extend in the direction F of movement of the sheet. During the operation, cooling water circulates in the mold which is provided for this purpose with pipes such as 132. The internal face of the corrugated wall 131 of the mold., Comprises, welded against
<EMI ID = 74.1>
ment intended to be connected to a vacuum source. The wall 131 is perforated above each of these collectors over its entire
<EMI ID = 75.1>
In the most frequent case, where. we make resin sheets ^ -
<EMI ID = 76.1>
holes must be between 0.5 and 1.5 mm, the vacuum generated in the collectors is no more than 70 cm of water. In each row, the holes should be as close together as possible without risk of weakening the. resistance of the mold, -as it
<EMI ID = 77.1>
in the direction F (FIG. 18) 'after having been heated to a temperature close to its softening temperature; cooling water circulates in the mold and the manifolds 133, 134, 135, are connected to a vacuum source. Under these conditions, the leaf
82 will just slide on the Faults. ripples of the. upper face of the mold, without fitting into the hollows, and it is
<EMI ID = 78.1>
as explained with -referring to Figures 1 to 11. Therefore, to deflect the sheet towards, the hollows of the corrugations, so -qu'on,
<EMI ID = 79.1>
two ends of the branches of the U-tubes are turned upwards and connected rigidly to transverse manifolds 146,
147, respectively, for the inlet and outlet, respectively, the cooling water thus circulating in the tubes 145. The manifolds 14.6, 147 \ are secured by bars 148, thus constituting a rigid assembly which can be lowered and raised. relative to the mold 130 by any suitable means, not shown in the drawing. At the start of the ripple operation, then
<EMI ID = 80.1>
told me above, the deflector assembly is momentarily lowered into the position shown, so that over its entire width, the sheet contacts the suction holes 139, 140, 141, which suck the sheet and l 'requires to be applied exactly on the working surface of the mold. At this point, the deflector assembly is
<EMI ID = 81.1>
140, 141, being sufficient to retain the sheet 82 in general perfect contact with the mold. By sliding on the mold, the sheet 82 is cooled and thereby retains the undulations which have been imposed on it. If necessary, for relatively thick sheets, one can use a plurality of molds of the type shown, arranged one after the other.
The use of porous or perforated molds for vacuum forming thermoplastic sheets is known per se, but as is known, it is only used in batch operation, that is to say , by placing a sheet on a mold, sucking this sheet without any longitudinal displacement, and keeping it in this aspirated state until it has hardened strongly.
In essential difference from the above method, according to the present invention, the sheet 82 moves in a continuous manner relative to the mold, and as it slides over the first as well as the second row of holes, 139, 140, it is still in a plastic state. Against all expectations, the thermoplastic material constituting the sheet does not seize in the holes 139, 140, but slides relatively easily over the corrugated wall 139, which on the other hand, is finely polished as specified with reference to molds 27, 28, shown in figure 2. Evidem-
<EMI ID = 82.1>
placed for example by a porous mold known previously. Another essential point is that, as shown in Figure 18, the baffle assembly 145, 148, is disposed a little in front of the first row of holes 139. As a result, the bottom surface of the thermoplastic sheet 82 is cooled and hardened by the wall 131 of the mold before reaching the holes 139, <EMI ID = 83.1>
laying which holes 139 and all other holes remove by ra: -