Procédé de fabrication d'un article en matière plastique
et appareil pour la mise en oeuvre de ce procédé
La présente invention comprend un procédé de fabrication d'un article en matière plastique, constitué par une feuille renforcée par des nervures entrecroisées.
Ce procédé est caractérisé en ce que l'on extrude une matière plastique entre deux groupes de matrices présentant entre eux un écart correspondant à l'épaisseur de la feuille à débiter, ces matrices étant constituées par des conduits ménagés dans des surfaces en regard, la section transversale de ces conduits correspondant à celle des nervures à produire de part et d'autre de ladite feuille, lesdits groupes de matrices étant animés d'un mouvement relatif transversal par rapport à la direction d'extrusion.
L'invention comprend encore un appareil pour la mise en oeuvre de ce procédé.
Cet appareil est caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif d'alimentation en matière plastique sous pression d'une paire d'organes munis de matrices constituées par des conduits ménagés dans des surfaces en regard et se déplaçant circulairement et coaxialement l'une par rapport à l'autre, sous l'action d'un dispositif leur transmettant un mouvement rotatif relatif au cours de l'extrusion dudit article sous forme tubulaire, lesdits organes munis de matrices, présentant entre eux un écart correspondant à l'épaisseur de la feuille à débiter, la section transversale desdites matrices correspondant à celle des nervures à produire de part et d'autre de la feuille.
L'article une fois extrudé peut être coagulé ou fixé par un traitement ultérieur selon la nature et les exigences de la matière plastique utilisée et l'article en matière plastique fixé peut être pris en charge par un transporteur convenable ou un dispositif de support et de fronçure.
Par le terme matière plastique utilisé dans la description et les revendications, on entend: a) une matière synthétique thermoplastique suscep
tible d'extrusion par fusion ou compression à
l'état fondu à travers des matrices, puis faisant
prise par l'action d'un agent réfrigérant, au sortir
des matrices.
Des matières thermoplastiques ap
propriées comprennent les polyamides ou super
polyamides, telles que le nylon; les polyesters
le chlorure polyvinylique et ses copolymères avec
l'acétate de vinyle ou le chlorure de vinylidine, le
polythène et les composés analogues et l'acétate
de cellulose; ou b) les caoutchoucs naturels ou synthétiques ulté
rieurement vulcanisés ou contenant des agents de
vulcanisation; ou c) les matières plastiques faisant prise de chaud ou
leurs mélanges, avec des matières plastiques qui
sont susceptibles d'extrusion; ou d) les matières filables humides, telles que la vis
cose, matière protéinique cupro-ammoniacale (ex
traite par exemple de la graine de soja) suscep
tible d'extrusion et faisant prise par immersion
ou aspersion au moyen d'un coagulant quand le
plastique sort des matrices.
Le dessin représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'appareil que comprend l'invention et une variante de détail ainsi que des schémas d'articles susceptibles d'être obtenus par des mises en oeuvre du procédé que comprend aussi l'invention.
La fig. 1 est une vue partielle, en élévation en coupe, de cette forme d'exécution de l'appareil comportant des organes coaxiaux annulaires, munis de matrices, entre lesquels l'article est extrudé.
La fig. 2 en est une vue en bout, de bas en haut, de la fig. 1, avec arrachement partiel d'une roue dentée.
La fig. 3 en est une vue en coupe partielle et en perspective et à plus grande échelle.
La fig. 4 représente un détail de la fig. 1, à plus grande échelle encore.
La fig. 5 en est une vue en élévation, dans laquelle la partie correspondant aux fig. 1 à 3 est représentée en coupe au-dessus d'un réservoir à réfrigérant et associée avec un mécanisme de prise en charge de l'article extrudé.
La fig. 6 en est une vue, en élévation en coupe, d'une variante de la forme d'exécution représentée à la fig. 3.
Les fig. 7 à 10 sont des vues schématiques en perspective représentant diverses phases de l'extrusion.
Les fig. 11 à 13 sont des vues schématiques d'articles susceptibles d'être obtenus par différentes mises en oeuvre du procédé selon l'invention, seule la disposition des nervures de part et d'autre de la feuille étant représentée, en supposant la feuille elle-même invisible.
Lors d'une mise en oeuvre du procédé que comprend l'invention, par extrusion avec fusion en utilisant des jeux coaxiaux de matrices d'extrusion, entre lesquelles se produit un mouvement rotatif continu transversalement à la direction d'extrusion, la matière thermosplastique à extruder est contenue dans un réservoir a (fig. 5) sous pression, entouré d'une enveloppe chauffante. A partir du réservoir s'étend un conduit 1, dans lequel est monté une vis d'Archimède 2, animée d'un mouvement de rotation continu afin de maintenir une alimentation forcée depuis le réservoir. L'extrémité du conduit 1 porte et débite dans une chambre d'alimentation 3 à travers un treillis 3a.
La chambre 3 possède une enveloppe 3b à chauffage électrique ou autre, destinée à maintenir à une température appropriée pour l'extrusion la matière fournie par la vis d'Archimède 2. L'extrémité supérieure de la chambre 3 possède un palier 3c pour un arbre vertical rotatif 4 (fig. 1) et son extrémité inférieure est accouplée à une chambre d'extrusion 5 fixée par goulot fileté suivant une disposition telle que les deux chambres 3 et 5 sont supportées fixement avec le conduit 1 dans une machine à
extruder b de type connu, comme on le voit à gauche de la fig. 5.
La cavité de la chambre 5 présente une paroi conique Sa et supporte un organe extérieur portematrices 6 de telle manière qu'il peut tourner autour de l'axe de l'arbre 4. A cet effet, l'extrémité inférieure de la chambre 5 présente une gorge où s'engage une bride annulaire montante du porte-matrices 6 dont la paroi extérieure périphérique présente une rainure de roulement 6a. Un cylindre fendu 7 est serré de façon détachable autour de la chambre 5 et du portematrices 6, ce qui permet l'enlèvement du portematrices et son remplacement par un autre muni d'un autre jeu de matrices.
Le cylindre 7 est chauffé à l'électricité ou autrement par une enveloppe 8 et présente une nervure annulaire 7a engagée dans la rainure 6a. Nervure et rainure servent de guide et de voie de support au porte-matrices rotatif 6.
L'extrémité inférieure de la paroi intérieure 6b (fig. 3) se termine par une surface circulaire conique 9 dans lequelle est creusé un jeu de passages-matrices ou rainures 10. Afin de faire tourner le porte-matrices 6, sa face inférieure porte solidairement une roue dentée 11 dont la chaîne 1 la est en prise avec une autre roue à chaîne 1 lb qui est commandée par engrenages par un moteur électrique 1 lc à vitesse variable.
L'arbre 4 porte un organe à matrices intérieur remplaçable 12 qui coopère avec le porte-matrices extérieur 6. Cet organe à matrices intérieur est conique et sa pente est, de préférence, une peu moins forte que celle de la paroi conique 5a, de sorte que les deux parois coniques ménagent un passage de distribution conique annulaire 1 2a pour la matière plastique.
L'extrémité inférieure de l'organe conique 12 se
termine par une surface circulaire 13 dont la conicité correspond exactement à celle de la surface circu
laire 9 de l'organe porte-matrices 6, afin de se trouver dans une position parallèle et à une certaine distance de cette dernière.
La surface 13 présente un jeu de conduits ou rainures 14 se trouvant dans une position opposée à un jeu de rainures 10 que présente la surface 9. Ces rainures 10 et 14 débouchent respectivement des surfaces 9 et 10 et passent l'une en face de l'autre au cours de la rotation relative des organes portematrices 6 et 12, de sorte que des nervures sont extrudées simultanément et de façon confluente lors de l'extrusion de la feuille par un espace A ménagé entre lesdites surfaces 9 et 10.
L'arbre 4 est suspendu sur un palier de butée 15 à billes au-dessus de la bague d'emboîtement 3c de la chambre d'alimentation 3 et l'extrémité supérieure
de l'arbre est maintenue dans un palier 16 au-des
sous duquel est disposé un second palier de
butée 17.
Entre les deux paliers de butée, une roue à chaîne 18 est clavetée sur l'arbre 4 pour mettre l'arbre en rotation. La chaîne 1 8a est commandée à partir d'un moteur électrique 18b à vitesse variable. De
chaque côté de cette roue à chaîne, l'arbre est fileté pour recevoir deux écrous et contre-écrous de verrouillage 19 et 20 servant au réglage des portematrices. Par un ajustage relatif de ces écrous, les surfaces 9 et 13 sont maintenues à une distance convenable l'une de l'autre.
Lors du fonctionnement, en supposant que les organes porte-matrices 6 et 12 tournent continuelle
ment en sens contraires - comme le montrent les flèches - à la même vitesse, une feuille plastique tubulaire est extrudée par l'espace A entre les organes porte-matrices 6 et 12 avec extrusion simultanée, par les rainures 10 et 14, de nervures qui sont appliquées sous forme d'hélices entrecroisées sur les faces opposées de la feuille.
Les nervures extrudées par les rainures 10 et 14 s'étendront comme représenté en travers de la feuille comme un réseau de mailles trapézoïdales, leur dimension dépendra de l'espacement des rainures de chaque groupe de matrices, l'oblicité desdites nervures dépendant de la vitesse de rotation relative des deux groupes de matrices. (Plus cette vitesse sera grande, plus l'inclinaison des nervures sera prononcée et inversement.)
La feuille munie de ses nervures est extrudée sous forme tubulaire mais peut être fendue longitudinalement pour former une feuille plate.
La feuille, telle qu'elle est extrudée, sera soumise à un traitement de coagulation ou de fixation, par exemple en l'aspergeant avec ou en l'immergeant dans un liquide réfrigérant contenu dans un réservoir se trouvant immédiatement en dessous des matrices d'extrusion.
L'appareil d'extrusion décrit ci-dessus est monté au-dessus ou avec son extrémité inférieure immergée dans un bain de liquide réfrigérant, eau ou autre liquide approprié pour fixer la matière plastique en traitement dès que l'article est extrudé hors des matrices. Alternativement, le refroidissement ou la fixation de l'article extrudé peut être effectué en l'aspergeant d'un liquide réfrigérant ou en le soumettant à des courants d'air ou de gaz réfrigérés.
Dans le bain réfrigérant ou en combinaison avec lui, ou à côté de la zone d'aspersion ou de refroidissement, se trouvent des rouleaux de prise en charge ou moyens équivalents pour prendre et soutenir l'article extrudé d'une manière connue.
Des moyens appropriés de fixation et un dispositif de prise en charge sont représentés, à titre d'exemple, à la fig. 5 qui se rapporte au procédé d'extrusion annulaire. L'article tubulaire extrudé, en sortant des matrices, passe sur un support cylindrique vertical 21 établi pour maintenir le diamètre de l'article tubulaire pendant sa fixation et pour assurer un cheminement régulier.
Le support 21 est entouré d'un anneau de tension 21 a entre lequel et la paroi cylindrique du support 21 passe l'article extrudé sur lequel l'anneau de tension appuie avec un frottement approprié.
Si l'on désire obtenir un article plat, il convient de monter un disque coupant 22 à fendre, sous le support 21.
L'article tubulaire, une fois fendu le long d'une de ses génératrices, est tiré vers le bas par une paire de rouleaux 23 qui sont entraînés à vitesse variable par une source motrice adéquate (non représentée).
A partir des rouleaux 23, l'article est pris en charge par un rouleau 24 et dirigé vers un dispositif d'emmagasinage.
Si la fixation implique l'immersion dans un liquide, le mécanisme de prise en charge ci-dessus décrit est disposé dans un réservoir réfrigérant 25 dans lequel le niveau du liquide est indiqué en 25a.
Lorsque l'on désire obtenir une feuille tubulaire, on peut se passer du cylindre conformateur 21, mais, bien entendu, dans le cas où on tient à le conserver lors de la fabrication d'un article tubulaire, il devra être monté sur un palier antifriction à l'extrémité de l'organe porte-matrices central 12 ou sur l'axe 4 ou à l'extrémité inférieure d'une tige de suspension traversant ledit axe 4 qui, dans ce cas, devra être creux.
On remarquera que pour tout degré d'extrusion donné et toute vitesse de déplacement relatif des matrices, la section transversale des brins des nervures peut être diminuée et la dimension des nervures de l'article extrudé peut être augmentée par une augmentation appropriée de la vitesse d'entraînement au moyen des rouleaux 23.
Dans l'appareil possédant des jeux annulaires de matrices, le déplacement transversal relatif peut se produire de plusieurs façons indiquées ci-dessous a) les organes porte-matrices peuvent tourner con
tinuellement en sens contraires à la même vitesse
(comme on l'a décrit au sujet des fig. 1 à 4); b) lesdits organes peuvent tourner continuellement
en sens contraires à des vitesses différentes; c) lesdits organes peuvent tourner continuellement
dans le même sens mais à des vitesses différentes,
de sorte qu'un jeu de matrices recouvre progres
sivement l'autre jeu dans des positions où les
matrices se correspondent puis ne se correspon
dent pas;
d) des deux organes porte-matrices, l'un peut être
immobile et l'autre peut tourner de façon con
tinue, de sorte que les matrices stationnaires pro
duiront l'extrusion de nervures longitudinales et
les matrices en mouvement l'extrusion de ner
vures hélicoïdales ou obliques.
Dans le cas où les matrices ne se déplacent pas de la même vitesse (et dans le cas où l'un des groupes de matrices est stationnaire), le groupe de matrices se déplaçant le plus rapidement (ou les matrices mobiles) extruderont des filaments de nervures plus longues que celles des matrices se déplaçant plus lentement (ou des matrices stationnaires), et, en conséquence, il faudra une plus grande quantité de matière plastique pour produire ces nervures, ce qui est réalisé en donnant une section transversale plus grande aux rainures des matrices mobiles qu'à celles des matrices immobiles ou se déplaçant plus lentement.
Par les différentes sortes de déplacements mentionnées ci-dessus, on comprend que les articles créés par les nervures extrudées peuvent varier considérablement.
Comme déjà précisé, les matrices n'ont pas besoin de présenter des encoches ouvertes, mais peuvent présenter des conduites tubulaires à condition, toutefois, que les orifices de débit de ces conduits dé bouchent de façon appropriée dans les surfaces 9 et 13.
La fig. 6 représente un exemple de conduits 10 et 14 convergents pratiqués dans les organes 6 et 12 dans lesquels les extrémités inférieures de ces conduits sont taillées en biseaux et constituent des orifices d'extrusion débouchant dans les surfaces 9 et 13.
L'espacement et le nombre de rainures dans les deux jeux de matrices peut être différent, y compris le cas (déjà indiqué), dans lequel l'un des jeux ne consiste qu'en une seule matrice et, dans certains cas, certaines des matrices dans chaque jeu ont une forme différente ou une section transversale différente des autres matrices du même jeu.
Le diamètre des jeux de matrices annulaires n'est pas forcément un facteur déterminant des dimensions correspondantes de la feuille extrudée, étant donné que cette dernière peut se trouver allongée considérablement, par exemple en utilisant de faibles vitesses de déplacement relatives et des jeux de matrices à rainures très rapprochées les unes des autres.
Quand on utilise des matières plastiques déjà fixées et destinées à la filature, on utilise le même genre d'appareil, sauf en ce qui concerne la vis d'Archimède 2 qui est remplacée par une pompe telle que celles qui sont connues dans des appareils de filature humide pour monofilament, permettant de forcer le plastique à travers l'orifice de rainures qui sont immergées dans un bain de coagulation.
Le principe de base et le fonctionnement d'extrusion sont représentés de façon imagée aux fig. 7 à 10 qui représentent les diverses étapes de l'extrusion de matières plastiques des rainures 10 et 14 et entre les organes porte-matrices 6 et 12, comme cela a été décrit en se référant aux fig. 1 à 5, mais les organes porte-matrices y sont représentés, pour plus de clarté, de façon rectiligne et l'organe porte-matrices 6 se déplace tandis que l'organe porte-matrices 12 est stationnaire.
A la fig. 7, les nervures b, bl extrudées par les rainures 14, 10, viennent de se croiser en a, de part et d'autre de la feuille A1. Les nervures b, b1 continuent à être extrudées respectivement par les rainures 14 et 10 que l'on voit se déplacer transversalement et se séparer les unes des autres à la fig. 8.
A la fig. 9, les rainures 14, 10 se trouvant de nouveau en face les unes des autres, les nervures se croisent en a2 et, tandis que le déplacement de l'organe 6 continue (voir fig. 10), les nervures b, b1 forment un genre de filet dont les brins s'entrecroisent sur les faces opposées de la feuille en des points a.
La section transversale des matrices employées peut varier considérablement selon que l'on utilise des rainures très fines dont la section transversale est de l'ordre de celle d'une aiguille hypodermique pour la production de nervures fines ou des rainures très larges permettant de produire des nervures très prononcées et résistantes. Les dimensions des mailles dépendront de l'espacement des rainures les unes par rapport aux autres dans chaque groupe de matrices, du déplacement relatif des groupes de matrices en fonction de la pression d'extrusion et de la vitesse des organes de traction.
Lorsque l'on fabrique des feuilles munies de nervures fines, l'espacement des rainures sera réduit de façon correspondante et en tout cas la dimension des mailles pourra être réduite en réduisant cet espacement.
Les feuilles produites peuvent être rigides au point d'être auto-sustentatrices ou encore présenter différents états de flexibilité au point que les feuilles les plus minces peuvent être plissées ou drapées.
La production n'est limitée que par la vitesse d'extrusion et de fixation de sorte qu'elle peut être très importante. Etant donné que la feuille est obtenue en une seule opération continue, le prix de revient en est relativement bas.
Divers dessins réalisables par suite de l'intersection des nervures de part et d'autre de la feuille extrudée, sont représentés aux fig. 1 1 à 13, dans lesquelles la feuille elle-même n'est pas représentée.
Le schéma de la fig. 1 correspond à l'intersection des nervures produites les unes par des matrices stationnaires et les autres par des matrices rotatives (nervures b et bl respectivement). Le schéma de la fig. 12 correspond au cas où les deux jeux de matrices tournent en direction opposées, tandis que le schéma de la fig. 13 correspond au cas où les deux jeux de matrices tournent ensemble dans la même direction, mais à des vitesses différentes.
La feuille, après extrusion et fixation, peut constituer l'article fini ou encore être soumise à un traitement ultérieur.
REVENDICATIONS
I. Procédé de fabrication d'un article en matière plastique, constitué par une feuille renforcée par des nervures entrecroisées, caractérisé en ce que l'on extrude une matière plastique entre deux groupes de matrices (10-14) présentant entre eux un écart correspondant à l'épaisseur de la feuille à débiter, ces matrices (10-14) étant constituées par des conduits ménagés dans des surfaces (9-13) en regard, la section transversale de ces conduits correspondants à celle des nervures à produire de part et d'autre de ladite feuille, lesdits groupes de matrices étant animés d'un mouvement relatif transversal par rapport à la direction d'extrusion.
Method of manufacturing a plastic article
and apparatus for carrying out this method
The present invention comprises a method of manufacturing a plastic article, consisting of a sheet reinforced with intersecting ribs.
This process is characterized in that a plastic material is extruded between two groups of dies having between them a gap corresponding to the thickness of the sheet to be cut, these dies being formed by conduits formed in facing surfaces, the cross section of these conduits corresponding to that of the ribs to be produced on either side of said sheet, said groups of dies being driven in a relative transverse movement with respect to the direction of extrusion.
The invention also comprises an apparatus for implementing this method.
This apparatus is characterized in that it comprises a device for supplying plastic material under pressure to a pair of members provided with dies formed by conduits formed in facing surfaces and moving circularly and coaxially one by one. relative to each other, under the action of a device transmitting them a relative rotary movement during the extrusion of said article in tubular form, said members provided with dies, exhibiting between them a gap corresponding to the thickness of the sheet to be cut, the cross section of said dies corresponding to that of the ribs to be produced on either side of the sheet.
The once extruded article can be coagulated or fixed by further processing depending on the nature and requirements of the plastic material used and the fixed plastic article can be supported by a suitable conveyor or support and support device. frown.
By the term plastic material used in the description and the claims, is meant: a) a thermoplastic synthetic material susceptible
extrusion pipe by fusion or compression at
the molten state through dies, then making
taken by the action of a refrigerant, on leaving
matrices.
Thermoplastic materials ap
properties include polyamides or super
polyamides, such as nylon; polyesters
polyvinyl chloride and its copolymers with
vinyl acetate or vinylidine chloride,
polythene and analogues and acetate
cellulose; or b) natural or synthetic rubbers subsequently
cured or containing agents of
vulcanization; or c) plastics which set hot or
their mixtures, with plastics which
are susceptible to extrusion; or d) wet spinnable materials, such as screw
cose, cupro-ammoniacal proteinaceous matter (ex
treats for example soybean) suscep
extrusion pipe and making immersion setting
or spraying with a coagulant when the
plastic comes out of the dies.
The drawing represents, by way of example, an embodiment of the apparatus which the invention comprises and a variant of detail as well as diagrams of articles capable of being obtained by implementations of the method which comprises also the invention.
Fig. 1 is a partial view, in sectional elevation, of this embodiment of the apparatus comprising annular coaxial members, provided with dies, between which the article is extruded.
Fig. 2 is an end view, from bottom to top, of FIG. 1, with partial tearing of a toothed wheel.
Fig. 3 is a partial sectional view in perspective and on a larger scale.
Fig. 4 shows a detail of FIG. 1, on an even larger scale.
Fig. 5 is an elevational view thereof, in which the part corresponding to FIGS. 1 to 3 is shown in section above a coolant reservoir and associated with a mechanism for handling the extruded article.
Fig. 6 is a view, in sectional elevation, of a variant of the embodiment shown in FIG. 3.
Figs. 7 to 10 are schematic perspective views showing various phases of the extrusion.
Figs. 11 to 13 are schematic views of articles that can be obtained by different implementations of the method according to the invention, only the arrangement of the ribs on either side of the sheet being shown, assuming the sheet itself. even invisible.
When carrying out the process that the invention comprises, by melt extrusion using coaxial sets of extrusion dies, between which there is a continuous rotary movement transversely to the direction of extrusion, the thermosplastic material to extruder is contained in a pressurized tank a (fig. 5), surrounded by a heating jacket. From the reservoir extends a conduit 1, in which is mounted an Archimedean screw 2, driven by a continuous rotational movement in order to maintain a forced supply from the reservoir. The end of the conduit 1 carries and debits into a supply chamber 3 through a mesh 3a.
The chamber 3 has a casing 3b electrically or otherwise heated, intended to maintain at a temperature suitable for extrusion the material supplied by the Archimedean screw 2. The upper end of the chamber 3 has a bearing 3c for a shaft. vertical rotary 4 (fig. 1) and its lower end is coupled to an extrusion chamber 5 fixed by a threaded neck in an arrangement such that the two chambers 3 and 5 are fixedly supported with the duct 1 in a machine.
extrude b of known type, as seen to the left of FIG. 5.
The cavity of the chamber 5 has a conical wall Sa and supports an external bearing member 6 in such a way that it can rotate about the axis of the shaft 4. For this purpose, the lower end of the chamber 5 has a groove which engages a rising annular flange of the die holder 6, the peripheral outer wall of which has a rolling groove 6a. A split cylinder 7 is releasably clamped around the chamber 5 and the carrier 6, which allows the removal of the carrier and its replacement with another with another set of dies.
The cylinder 7 is heated electrically or otherwise by a casing 8 and has an annular rib 7a engaged in the groove 6a. Rib and groove serve as a guide and support track for the rotary die holder 6.
The lower end of the inner wall 6b (fig. 3) ends with a conical circular surface 9 in which is hollowed a set of die passages or grooves 10. In order to rotate the die holder 6, its lower face carries integrally a toothed wheel 11 whose chain 11a is engaged with another chain wheel 11b which is gear-driven by an electric motor 11c at variable speed.
The shaft 4 carries a replaceable inner die member 12 which cooperates with the outer die holder 6. This inner die member is conical and its slope is preferably a little less steep than that of the conical wall 5a, so that the two conical walls provide an annular conical distribution passage 1 2a for the plastic.
The lower end of the conical member 12 is
ends with a circular surface 13 whose conicity corresponds exactly to that of the circu surface
laire 9 of the die-carrying member 6, in order to be in a parallel position and at a certain distance from the latter.
The surface 13 has a set of conduits or grooves 14 located in a position opposite to a set of grooves 10 presented by the surface 9. These grooves 10 and 14 open respectively from the surfaces 9 and 10 and pass one opposite the surface. the other during the relative rotation of the bearing members 6 and 12, so that the ribs are extruded simultaneously and in a confluent manner during the extrusion of the sheet through a space A formed between said surfaces 9 and 10.
The shaft 4 is suspended on a thrust ball bearing 15 above the engagement ring 3c of the feed chamber 3 and the upper end
shaft is held in a bearing 16 above
under which is placed a second level of
stopper 17.
Between the two thrust bearings, a chain wheel 18 is keyed on the shaft 4 to set the shaft in rotation. The chain 18a is controlled from an electric motor 18b at variable speed. Of
on each side of this chain wheel, the shaft is threaded to receive two locking nuts and locknuts 19 and 20 for adjusting the carriers. By relative adjustment of these nuts, the surfaces 9 and 13 are kept at a suitable distance from each other.
During operation, assuming that the die-carrying members 6 and 12 rotate continuously
ment in opposite directions - as shown by the arrows - at the same speed, a tubular plastic sheet is extruded through the space A between the die-carrying members 6 and 12 with simultaneous extrusion, through the grooves 10 and 14, of ribs which are applied in the form of intersecting helices on opposite sides of the sheet.
The ribs extruded by the grooves 10 and 14 will extend as shown across the sheet as a network of trapezoidal meshes, their size will depend on the spacing of the grooves of each group of dies, the obliqueness of said ribs depending on the speed. of relative rotation of the two groups of matrices. (The greater this speed, the more pronounced the inclination of the ribs and vice versa.)
The sheet provided with its ribs is extruded in tubular form but may be slit lengthwise to form a flat sheet.
The sheet, as extruded, will be subjected to a coagulation or fixation treatment, for example by spraying it with or by immersing it in a coolant contained in a reservoir immediately below the dies. extrusion.
The extrusion apparatus described above is mounted above or with its lower end immersed in a bath of coolant liquid, water or other suitable liquid to fix the plastic material under treatment as soon as the article is extruded from the dies. . Alternatively, the cooling or fixing of the extruded article can be effected by spraying it with a coolant liquid or by subjecting it to currents of air or refrigerated gas.
In or in combination with the cooling bath, or adjacent to the sprinkling or cooling zone, there are pick-up rollers or the like for picking up and supporting the extruded article in a known manner.
Appropriate fixing means and a support device are shown, by way of example, in FIG. 5 which relates to the annular extrusion process. The extruded tubular article, coming out of the dies, passes over a vertical cylindrical support 21 established to maintain the diameter of the tubular article during its fixing and to ensure a regular path.
The support 21 is surrounded by a tension ring 21 a between which and the cylindrical wall of the support 21 passes the extruded article on which the tension ring presses with suitable friction.
If one wishes to obtain a flat article, it is advisable to mount a cutting disc 22 to be split, under the support 21.
The tubular article, once split along one of its generatrices, is pulled downwards by a pair of rollers 23 which are driven at variable speed by a suitable motor source (not shown).
From rollers 23, the article is picked up by a roll 24 and directed to a storage device.
If the fixation involves immersion in a liquid, the above-described handling mechanism is disposed in a cooling tank 25 in which the level of the liquid is indicated at 25a.
When it is desired to obtain a tubular sheet, it is possible to do without the shaping cylinder 21, but, of course, in the case where one wishes to keep it during the manufacture of a tubular article, it will have to be mounted on a bearing antifriction at the end of the central die-carrying member 12 or on the axis 4 or at the lower end of a suspension rod passing through said axis 4 which, in this case, must be hollow.
It will be appreciated that for any given degree of extrusion and any speed of relative movement of the dies, the cross section of the strands of the ribs can be decreased and the dimension of the ribs of the extruded article can be increased by an appropriate increase in the speed of the dies. 'drive by means of rollers 23.
In the apparatus having annular sets of dies, the relative transverse displacement can occur in several ways indicated below a) the die carriers can rotate con
tinually in opposite directions at the same speed
(as described in connection with Figs. 1 to 4); b) said organs can rotate continuously
in opposite directions at different speeds; c) said organs can rotate continuously
in the same direction but at different speeds,
so that a set of dies covers progress
sively the other game in positions where the
matrices match then do not match
tooth not;
d) of the two die-carrying members, one can be
motionless and the other can turn in a con
tin, so that the stationary matrices pro
will result in the extrusion of longitudinal ribs and
the moving dies the ner extrusion
helical or oblique vures.
In the event that the dies are not moving at the same speed (and in the case where one of the matrix groups is stationary), the fastest moving matrix group (or the moving dies) will extrude filaments of ribs longer than those of slower moving dies (or stationary dies), and as a result, more plastic will be needed to produce these ribs, which is achieved by giving the grooves a larger cross section mobile matrices than those of stationary or slower moving matrices.
By the different kinds of movements mentioned above, it is understood that the articles created by the extruded ribs can vary considerably.
As already stated, the dies do not need to have open notches, but can have tubular conduits provided, however, that the flow orifices of these conduits are suitably blocked in the surfaces 9 and 13.
Fig. 6 shows an example of converging conduits 10 and 14 formed in members 6 and 12 in which the lower ends of these conduits are bevelled and constitute extrusion orifices opening into surfaces 9 and 13.
The spacing and number of grooves in the two die sets may be different, including the case (already stated) where one of the sets consists of only one die and in some cases some of the Dies in each set have a different shape or different cross section from other dies in the same set.
The diameter of the ring die sets is not necessarily a determining factor for the corresponding dimensions of the extruded sheet, since the latter can be considerably extended, for example by using low relative travel speeds and die sets at. grooves very close to each other.
When plastic materials already fixed and intended for spinning are used, the same type of apparatus is used, except for the Archimedean screw 2 which is replaced by a pump such as those which are known in spinning apparatus. wet spinning for monofilament, allowing the plastic to be forced through the orifice of grooves which are immersed in a coagulation bath.
The basic principle and the operation of extrusion are illustrated pictorially in fig. 7 to 10 which represent the various stages of the plastic extrusion of the grooves 10 and 14 and between the die-carrying members 6 and 12, as has been described with reference to FIGS. 1 to 5, but the die-carrying members are represented therein, for greater clarity, in a rectilinear fashion and the die-carrying member 6 moves while the die-carrying member 12 is stationary.
In fig. 7, the ribs b, bl extruded by the grooves 14, 10, have just crossed at a, on either side of the sheet A1. The ribs b, b1 continue to be extruded respectively by the grooves 14 and 10 which can be seen to move transversely and to separate from each other in FIG. 8.
In fig. 9, with the grooves 14, 10 facing each other again, the ribs intersect at a2 and, while the movement of the member 6 continues (see fig. 10), the ribs b, b1 form a kind of net whose strands intersect on opposite sides of the sheet at points a.
The cross section of the dies used can vary considerably depending on whether one uses very fine grooves whose cross section is of the order of that of a hypodermic needle for the production of fine ribs or very wide grooves to produce very pronounced and resistant ribs. The dimensions of the meshes will depend on the spacing of the grooves with respect to each other in each group of dies, the relative displacement of the groups of dies as a function of the extrusion pressure and the speed of the draw members.
When making sheets with fine ribs, the groove spacing will be correspondingly reduced and in any case the mesh size can be reduced by reducing this spacing.
The sheets produced can be so rigid as to be self-supporting or else have different states of flexibility so that the thinnest sheets can be pleated or draped.
Production is limited only by the speed of extrusion and fixing so it can be very large. Since the sheet is obtained in one continuous operation, the cost thereof is relatively low.
Various designs that can be produced as a result of the intersection of the ribs on either side of the extruded sheet are shown in FIGS. January 1 to 13, in which the sheet itself is not shown.
The diagram in fig. 1 corresponds to the intersection of the ribs produced some by stationary dies and the others by rotating dies (ribs b and bl respectively). The diagram in fig. 12 corresponds to the case where the two sets of dies rotate in opposite directions, while the diagram of FIG. 13 corresponds to the case where the two sets of dies rotate together in the same direction, but at different speeds.
The sheet, after extrusion and fixing, can constitute the finished article or even be subjected to a subsequent treatment.
CLAIMS
I. A method of manufacturing a plastic article, consisting of a sheet reinforced by intersecting ribs, characterized in that a plastic material is extruded between two groups of dies (10-14) having a corresponding gap between them. to the thickness of the sheet to be cut, these dies (10-14) being constituted by ducts formed in facing surfaces (9-13), the cross section of these ducts corresponding to that of the ribs to be produced on both sides and other of said sheet, said groups of dies being driven in a relative transverse movement with respect to the direction of extrusion.