Brevet FR2070754A1 — publié le 19710917

L'invention concerne des éléments structurels et elle concerne particulièrement une structure de poutrelle perfectionnée présentant une solidité relativement élevée en meLe temps qu'unie faible densîte'. Ces éléments structurels peuvent être employés avantageusement dans tous les cas OU les propriétés ci-dessus sont désirables, alors ils sont particulièrement inté ressants dans la fabrication de réceptacles pour cargaisons ou matériaux et dans la fabrioation de panneaux ou plaques servant a la fabrication de ces réceptacles. Dans la fabrication de réceptacles pour cargaisons, il est important que les panneaux ou plaques de paroi et de plancher servant à cette fabrication présentent des propriétés plus ou moins incompatibles, à savoir une rende solidité et un faible poids, et ils doivent en outre présenter un certain isolement thermiaue de manière à réduire au minimum la condensation à l'intérieur du récipient en cas de variations de la températu- re ambiante. Aussi, l'invention vise-t-elle à fournir un élément structurel ou poutrelle perfectionné présentant une solidité relativement grande, un poids relativement faible et une corsduc- tivité thermique relativenent faible. Selon un autre aspect de l'invention, l'élément structurel ou poutrelle perfectionné comprend, vu dans sa section, deux bandes métalliques rigides séparées et maintenues parallèles entre elles par une âme de caractère cellulaire offrant de la résistance aux efforts de compression dirigés normalement aux bandes métalliques, l'assenblage des bandes rigides et de l'âme portant un revêtement de matière thermiquement isolante qui enrobe complètement la section. Ainsi, les bendes métalliques forment des les de a poutrelle et la partis cellulaire forme l'âme de celle-ci, la partis cellulaire étant ausei de préférence en métal et présentant soit une structure en nid d'abeilles, soit une forme org-l- lée, ou contournée en queue d'arnode, soit toute autre forme appropriée, les cellules de la structure en mid d'abeilles ou le profil des ondulations ou des conteurs en queue d'aronde étant placés de chant relativement aux bandes métalliques. Ie revêtement est de préférence forné d'une ou de plusieurs couches de résine synthétique, par exemple d'une couche de fibres de verre imprégnées de résine. Le revêtement peut être une enveloppe de matière thermiquement isolante en feuille, avantageusement des fibres de verre imprégnées de résine sous forme de natte de fibres hachêes,et les bandes métalliques et l'âme peu- vent former un assemblage lâche maintenu par une enveloppe de la matière en feuille.Ainsi, selon un autre aspect de l'invention, l'élément ou poutrelle comprend, vu dans sa section, deux bandes métalliques rigides séparées et maintenues parallèles entre elles par une âme de caractère cellulaire, offrant de la résistance aur efforts de compression dirigés normalement aux bandes métalliques, l'assemblage lache des bandes rigides et de l'âme étant maintenu par une enveloppe de matière isolante en feuille qui enrobe complètenient la section. Toutefois, dans un mode d'exécution préférentiel, le revêtement de 1 assemblage de l'âne peut être une couche de fibres de verre imprégnées de résine appliquée -oar pulvérisation. Les bandes rigides et l'âme peuvent former un assemblage rigide et être fixées ensemble indépendamment du revêtement; d'autres bandes @étalliques rigides peuvent s'étendre entre des bords cor- respondants des deux bandes, le long de l'âme, de manière à former une disposition à section creuse en caisson entourant l'âme. Quand le revêtement de l'assemblage de l'âme est une enveloppe de matière en feuille, on enveloppe de préférence l'â- ne elle-même de matière isolante an feuille avant de de l'assembler de façon lâche aux bandes métalliques, ce qui fait que les parties de bande métallique elles-mêmes sont complètement enrobées par la matière isolante an feuille qui entoure l'âme et ia matière isolante en feuille qui entoure l'assemblage. Pour certaines applications de l'élément structurel ou poutrelle, la matière isolante en feuille entourant l'assem- blage peut être en deux parties, dont l'une des bandes métalliques de l'âme et s'écarte de l'autre bande métal lique, vers l'extérieur, pros de cette autre bande, tandis que l'autre partie entoure l'autre bande métallique jusqu'aux portions tournées vers l'extérieur de la première pièce.On obtient ainsi des oreilles à deux couches qui font saillie latéralement et transversalement par rapport @ l'élément structurel ou poutrelle et servent à fixer celui-ci a des couches d'étalement de charge, des pellicules de renforcement, etc. dans des panneaux ou plaques complets. l'invention comprend aussi un panneau ou plaque comprenant des pellicules, intérieure et extérieure, séparées par des poutrelles du genre déà déOrlt et logeant des couches d'étalement de charge séparées par des âtes légères en matière gonflée, dans les espacements entre les poutrelles.En partioulier, l'invention comprend aussi un anneam ou plaque de ce ~-enre dans lequel les oreilles à dew: couches susdite, qui font saillie latéralement et transversalement par rapport à la poutrelle.sont rabattues dans la surface extérieure d'une couche d'étalement de charge, de manière à arriver au niveau de celle-ci et à être recouvertes régulièrenient par la pellicule adjacente du panneau ou plaque. Des modes d'exécution particuliers de l'invention, respectivement sous la forme d'un panneau de construction destiné à servir de plaque de paroi d'extrémité d1un réceptacle isolé pour cargaisons et des variantes de structurel de poutrelle les destinées à servir dans un tel panneau seront décrits plus loin. La description qui va suivre, en regard du dessin annexé donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien corlpren- dre comment l'invention et être réalisée, les particularités qui ressortént tant du dessin que du texte faisant bien entendu partie de ladite invention. Le mot "réceptacle" désigne ici, non seulement des réceptacles séparés et indépendants, mais aussi des réceptacles pour cargaisons forment une partie du conrps d'un véhicule. La figure 1 montre le panneau en plan. les figures 2 à 4 sont des coupes fragmentaires agrandies, prises respectivement suivant les lignes II-II, III-III et IV-IV de la figure 1. les figures 5 et 6 sont des détails de la structure de poutrelle utilisée dans le panneau représenté. La figure 7 illustre schématiquement le procédé de fabrication des poutrelles utilisées dans le panneau. La figure 8 est une coupe correspondant à la figure 2, mais montrant le panneau tel qu'on le fabrique avec l'une des variantes de structure de poutrelle. lia figure 9 est une coupe d'ure poutrelle présentant l'autre variante de structure. Le panneau représenté est de forme rectangulaire, il a 2,23 m de longueur es 2,18 m de largeur, avec une âme 10 de 22,2 mm d'épaisseur. ne 1G est en polyuréthane gonflé, par exemple en mousse de polyuréthane ayant un poids spécifique de 32 g/dm3. Contre chaque face de l'âme 10 se trouve une couche 11 ou 12 de bois contreplaqué, de panneau dur ou d'autre matiè- re appropriée, ayant une épaisseur d'environ 2 mm de manière à jouer le rôle d'une couche d'étalement de charge de l'âme 10. A des intervalles d'environ 33,7 cm, les poutrelles composites légères 13 (voir particulièrement figures 1 et 2) s'étendent d'un côté à l'autre du panneau. L'épaisseur des poutrelles 13, c'est-2-dire leur hauteur, vue lorsque le panneau est posé à plat comme sur le dessin, est égale au total des épaisseurs de l'âme 10 et de la couche supérieure d'étalement de charge 12. Chaque poutrelle 13 comprend une âme 14 en nid d'abeilles en acier de 15,9 mm d'épaisseur et 31,75 mm de largeur, dont la longueur est un peu inferieure à celle de la poutrelle de façon qu'elle s'adapte entre des blocs de bois tendre 15 insérés dans les extrémités de la poutrelle comme le montre la figure 5. Les figures 5 et 6 montrent l'âme assemblée, partiellement coupée et w.e par dessus, de manière à laisser voir la forme en nid d'abeilles de l'âme sur la figure 6, la coupe de la poutrelle 13 apparaissant sur la figure 2. L'âme 14 est encastrée entre des bandes métalliques rigides 16, supérieure et inférieure, qui sont séparées par l'âme 14 et des bandes métalliques latérales plus minces 17, qui s'adaptent entre des bords correspondants de la bande 16 et qui, en des points de contact communs, sont réunies par des soudures de pointage à l'âme 14 et aux bandes 16.Les bandes 16 vont d'une extrémité à l'autre de la poutrelle et sont en acier à limite élastique élevée, de 3,25 mm d'épaisseur; les bandes 17 sont faites de la même matière et ont une épaisseur quatre fois moindre, de mâme que les deux éléments métalliques de l'âme en nid d'abeilles 14. L'assemblage rigide 14, 15, 16, 17 est entouré et enrobé -d'une couche 18 de matière thermiquement isolante appliquée par le pro- cédé de fabrication décrit ci-aprè-s à propos de la figure 7 La couche 12 de bois contreplaqué, de panneau dur, etc. a la forme de bandes posées sur l'âme de polyuréthane 10 et insérées entre les poutrelles 13, comme on peut le voir sur la figure 2.La face supérieure des panneaux sur les dessins, c'est-à-dire celle où est disposée la couche 12, est destinée a former la surface intérieure du panneau dans le réceptacle pour cargaisons assemblé et la couche opposée d'étalement de charge il est continue an ce sens qu'elle couvre tout la panneau et recouvre les poutrelles 13. On comprend que, particulièrement dans les grands panneaux, la couche 11 peut être formée d'un certain nombre d'épaisseurs de bois contreplaqué, de panneau dur, etc., les bords latéraux adjacents étant bout à bout. Une matière appropriée aux couches 11 et 12 est un panneau dur perforé du type communément appelé "peg board". L'âme 10 se termine ç environ 5,1 cm de chaque bord du panneau, vers l'intérieur, et est muni, le long de ses grands côtés, de bandes de bordure en bois tendre 19 et le long de ses petits côtés, de bandes de bordure similaires 20 qui couvrent de petites longueurs et s'adaptent étroitement entre les poutrelles 13. Les blocs de beis tendra 15 encastrés dans les poutrelle les 13 assurent efficacement la continuité entre les bandes 20. Une banda de recouvrement 21 de 6,4 mm d'épaisseur forme des petits côtés lisses pour la plaque, les bandes 20 étant agrafées aux blocs 15 et aux bandes 20. Par dessus l'assemblage décrit formé des poutrelles transversales 13, des portions intermédiaires d'âme légère 10, des couches d'étalement de charge 11 et 12 adjointes à ces portions et des bandes de bordure 19, 20 et 21, est osée, sur chaque face, une pellicule de renforcement 22 ou 23 qui maintient l'assemblage. Ces pellicules 22 et 23 sont formées de fibres de verre imprégnées de résine et/ou d'une matière en feuille appropriée, par exemple de panneau dur (partioulièrement de "peg board"), bout l'assemblage étant lié sous pression par un adhésif de rine synthétique. La fabrication des poutrelles 13, en partant des assemblages rigides d'âme indiqués schématiquement en C sur la figure 7, sera maintenant décrite à pipropes de cette figure. Une courroie 24 formant table plate peut se mouvoir logitudinalement sous une tête de pulvérication 25 qui peut aller et venir transversalement par rapport à la courroie, le long de rails de guidage 26. La tête 25 comprend deux buses de pulvérisation dirigées vers le bas, qui convergent à un niveau situé juste au-dessus de la courroie 24.L'une des buses 27 pulvérise de la fibre de verre hachée fine et l'autre buse 28, de la résine synthétique qui imprègne les fibres de verre pulvérisées simul tanément Cn déplace d'abord la courroie 24 dans la direction longitudinale, sous la tête 25 pendant que celle-ci va et vient, de manière à pulvériser sur la courroie une couche uniforme 29 de fibre de verre imprégnée. On pose alors les portions d'âme C écartées parallèlement sur la couche 29 et on répète le processus pour étaler une couche de fibres imprégnées 30 par dessus les assemblages d'âme C et les espacements qui les séparant. Une coupe de la courroie supportant trois assemblages d'âme C est représentée sur la figure 7. On écarte alors la courroie 24 de la tête 25 et on applique un moule d'acier 31 chauffé sous pression. par le haut, de manière à déplacer la matière pulvérisée pour qu'elle prenne la forme finale de la couche d'enrobage 18 qui apparaît dans les poutrelles finies. Le moule 31 resta en position jusqu'à ce que la résine d'imprégnation soit convenablement durcie La couche finale d'enrobage 18 formée par les couches pulvérisées 29 et 30 présenta une variation la- térale d'épaisseur pour faciliter le démoulage, variation qui a été exagérée dans la représentaion schématique de la figure 7. Une fois qu'on a retiré le moule 31, on coupe le reve- tement pulvérisé et moulé au moyen de scies à refendre, suivant des plans A situés à m chemin entre les assemblages C, de mafière à Diviser l'ensemble moulé en poutrelles séparées 13. En coupant de cette manière, on obtient des oreilles latérales 32 qui font saillie latéralement et transversalement à la poutre. Comme le montre la figure 2, les oreilles 32 constituent des moyens de fixation des poutrelles 13 à la pellicule de renforcement 23. La variante de la figure 8 utilise des poutrelles 40 qui présentent à nouveau une âme d'acier 41 à structure en nid d'abeilles ayant dans le cas résent une épaisseur de 19,1 mm et disposée nouveau de telle sorte que les axes des cellules du nid d'abeilles sont dirigés verticalement dans la po- sition représentée, c'est-à-dire à travers l'épaisseur de l'â- me, L'âme e 41 41 est entourée d'une natte (mat) de fibres de verre hachées imprégnées de résine, 42, de 57 g, et comporte ensuite une bande d'acier à limita élastique élevée 43, du calibra 1C (3,25 mm), d'une largeur de 31,8 mm, présentant la même longueur que la poutrelle, assemblée lacement à chacune de ses surfaces supérieure et inférieure.Ensuite, l'assemblage lache est enveloppé d'une natte de fibres de verre hachées imprégnées de résine de 58 g, en deux parties, une partie 44 enveloppant la bande métallique supérieure 43 de l,âme déjà anveloppée 41 et e'écartant alors de la bande métallique inférieure 43 vers l'ex- térieur, tandis que l'autre partie 45 enveloppe la bande rnétal- lique inférieure 43 jusqu'aux portions tournées vers l'extérieur de la première partie 44. Ainsi, cet enveloppement en deux parties comprend une première partie 44 à section en chape et une deuxième partie 45 à section plane dont les extrémités extérieures sont collées au rebord du profil en chape.Par suite, on ohtient des oreilles à deux couches 46 de fibres de verre imprégnées de résine qui jouent le même rôle que les oreilles 92 de la poutrelle 13 déjà décrite. Dans la structure de la figure 8, chaque oreille 46 est logée dans une feuillure de la surface extérieure de l'une des bandes de bois contreplaqué ou de panneau dur 47 qui sont prévues de manière à former la couche adjacente d'étalement de charge du panneau, la couche d'étslament de cl~arge de l'autre côté étant aussi formée de bandes 48 insérées entre les poutrelle les 41 comme on l'a décrit à propos de la couche supérieure d'étalement de charge du premier mode d1 exécution. Les surfaces extérieures 44, 45, supérieure et inférieure, de l'enveloppe, c'est-à-dire la pellicule du profil en chape et la face inférieure de la bordure, ainsi que la portion circulaire plate située à l'intérieur de la bordure, sont collées aux pellicules extérleures de renforcement 49 et 50 du panneau. La deuxième variante de poutrelle représentée par la figure 9 est de structure plus lourde et convient mieux pour une plaque de plancher de réceptacle; cette fois l'âme d'acier a structure en nid d'abeilles a une épaisseur de 66,7 mn et une largeur de 51 mm. L'âme 51 est à nouveau enveloppée d'une natte de fibres de verre hachées imprégnées de résina, de 58 , après quoi des bandes 53, supérieure et inférieure, en acier à limite élastique élevée du calibre 10, de 5,1 cm de largeur, sont assemblées lâchement aut surfaces supérieure et inférieure de l'âme enveloppée. Ensuite, l'assemblage lâche est enveloppé d'une natte de fibres de verre imprégnées de résine 5-4, de 58 g, les deux couches contiguës de cette matière situées- le- long des côtée de l'ensemble adhérant entre elles, tandis que les couches séparées l'une de l'autre en haut et en bas de llassembla- ge par les bandes d'acier 53 enrobent complètement celles-ci si l'on considère la poutrelle en coupe comme sur la figure 9, l'ensemble complet étant aussi enrobé si on le considère de fa çon similaire. Il va de soi que les fornes de réalisation décrites ne sont que des exemples et qu'il serait possible de les modifier notamment par substitution d'équivalents techniques sans sortir pour cela du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Elément ou poutrelle de construction qui comprend, vu dans sa section, deux bandes métalliques rigides séparée s et maintenues parallèles entre elles par une âme à caractère cellulaire offrant de la résistance aux efforts de compression dirigés normalement aux bandes métalliques, 1' assemblage de bandes rigides et d'âme portant un reêtement de matière thermiquement isolante qui enrobe complètement la section. 2. Elément selon la revendication 1, dans lequel le revêtement est formé d'un enveloppement de matière en feuille thermiquement isolante. 3. Elêment selon la revendication 1, dans lequel le revêtement est formé d'une ou plusieurs couches de résine synthétique renforcée. 4. Elément selon la revendication 3, dans lequel le revêtement est une couche de fibres de verre imprégnées de résine, appliquée par pulvérisation. 5. élément selon la revendication 2, dans lequel des bandes rigides et une âme sont disposées en un assemblage lâche maintenu par l'enveloppement de matière en feuille. 6. Elément selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'assemblage comprend aussi d'autres bandes métalliques rigides qui s'étendent entre des bords correspondants des deux bandes, le long de l'âme, de manière à former une dispositior a section creuse en caisson entourant ltâme. 7. Elénent selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'âme cellulaire a une structura an nid d'abeilles, ou une forme ondulée ou contournée en queue d'aronde ou similaire, dans laquelle les cellules du nid d'abell- les ou le profil des ondulations ou des contours en queue d'a- ronde sont placés de chant relativement aux deux bandes métallique s. 8. Elément selon les revendications 6 et 7, dans lequel, en des points co:'-Jnuns de contact, les deux bandes, les bandes supplémentaires et le métal de l'me soit soudés ensemble, l'épaisseur de chacune des deux bandes étant d'approximativement la moitié de l'épaisseur globale d'une des bandes supplémentaires et du métal d'âme. 9. Elfment selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le revêtement de matière thermiquement isolante forme des oreilles qui font saillie latéralement et transversalement à l'élément aux bords de l'une des deux bandes métalliques, de manière à servir de moyen de fixation de l élé- ment. 10. Blément ou plaque comprenant des pellicules intérieure et extérieure sépares par des poutrelles selon l'une quelconque des revendications précédentes et logeant des couches d'étalement de charge, séparées par des âmes légères de matière gonflée dans les espacements entre les poutrelles.