Brevet FR2137514A1 — publié le 19721229

La présente invention concerne un dispositif pour l'ondulation longitudinale en continu de feuilles de matière thermoplastique ainsi que les feuilles ondulées obtenues à l'aide de ce dispositif. On sait l'intérêt que présentent les feuilles de longue portée ondulées longitudinalement dans le domaine de la construction. Dans son brevet antérieur (brevet français 70 44888 du 11.12.1970) la Demanderesse a de d4orit un dispositif convenant particulièrement bien pour 11on- dulation longitudinale de feuilles de polymères à l'état plastique, qui se caractérise en ce qu'il comporte des fils métalliques continus soudés bout à bout disposes et soutenus dans 1' espace aux endroits où les feuilles doivent être plies pour réaliser l'ondulation désirée, lesdits fils accompagnant les feuilles durant leur paassge au travers du dispositif. Ce dispositif qui permet une production continue et sûre d'ondulés de bonne qualité à partir de feuille de matière thermoplastique éventuellement biorient4es est toutefois limité dans son application du fait qu'il ne permet que la production d'ondulés dont le profil est polygonal (ligne brisée). La Demanderesse a maintenant mis au point un nouveau dispositif qui permet 1a production continue et économique d'ondulés longitudinaux de bonne qualité dont le profil peut ttre soit polygonal, soit curviligne. le dispositif conforme à la prsente invention est constitué par deux séries d'éléments conformateurs mobiles et espacés judicieusement s'imbriquant progressivesont les uns entre les autres lesdits éléments conformateurs étant constitués par des bandas continues de profil adéquat se déplaçant avec les feuilles à onduler et épousant une trajectoire rectiligne dans la zone de refroidissement des feuilles mises en forme, lesdites bandes étant soutenues et guidées au moins sur leur portion en contact avec les feuilles à onduler par des supports agissant sur leur face non en contact avec les feuilles à onduler. La Deanderesse a galement constaté qu'il est possible en cours de fonctionnement du dispositif de riser une économie substantielle en ce qui concerne la consolation de calories en choisissant le matériau constituant les bendes continues de façon talle que celles-ci présentent une conductibilité thermique infériqure à 10- cal/cm.sec. C et, de préférence, inférieure à 10-3 cal/cm.sec. C. Ce matériau peut autre avantageusement choisi dans le groupe formé par les bois, les csoutchoucs naturels et synthétiques, les polymères thermoplastiques tels que les polyamides, les polyaldéhydes, les polyoléfines, les polycarbonates, otc., cette liste étant énumérative et non limitative. Suivant une premièrevariante préférentielle, les supports pour les bandes constituant les éléments conformateurs sont constitués par des écailles succes sives se déplaçant substantiellement à la meme vitesse que les feuilles à onduler. Dans ce cas, le dispositif d'ondulation est constitué par deux plateaux d'ondulation entre lesquels passe la feuille à onduler, oelle-ci étant maintenue par ses bords, par exemple, au moyen de pinces qui ltentrathent au travers du dispositif. les plateaux d1ondulation qui se font face, sont montés de façon telle qu'ils puissent titre écartés et rapprochés l'un de l'autre, les plateaux étant rapprochés lors du fonctionnement en régime du dispositif. Chaque plateau d'ondulatbn comporte une série de rails de guidage parallèles judicieusement espacés en fonction du profil d'ondulé à produire. Sur ces rails glissent des chapes sans fin entratnées par l'intermédiaire de roues dentées motrices à une vitesse substantiellement égale à celle des feuilles traversant le dispositif. Ces chattes supportent des écailles successives jointives ou rapprochées qui sont profilées de façon à recevoir les bandes conformatrices continues de section appropriée. Le profil des rails de guidage est réalisé de façon telle que lors du déplacement des écailles, les éléments conformateurs s'imbriquent progressivement les uns entre les autres puis suivent une trajectoire rectiligne. les bandes conformatrices sont réalisées sous forme de boucles fermées. le trajet de retour de ces bandes peut éventuellement être identique à celui des écailles ou être différent. Dans ce dernier cas, il convient que les parois des écailles soient profilées de façon à guider les bandes conformatrices à l'entrée du dispositif d'ondulation. le dispositif est en outre complété par des éléments de réfrigération des feuilles à traiter disposés le long de la trajectoire rectiligne imposée par les rails de guidage et fixés sur les plateaux d1 ondulation entre lesdits rails de guidage. Lors de la mise en fonctionnement du dispositif sus-décrit > la feuille continue de matière thermoplastique à onduler est portée à la température adéquate pour son ondulation et tirée au travers du dispositif d'ondulation, les plateaux d'ondulation étant en position écartée,par par les pinces qui maintiennent leurs bords On rapproche alors progressivement les plateaux d'ondulation Jusqu'au moment où leurs éléments conformateurs s'imbriquent les uns entre les autres de façon telle qu'ils confèrent progressivement à la feuille la forme ondulée désirée. le dispositif peut alors travailler en régime. Suivant une autre variante de réalisation, les supports pour les bandes c@@@@@ituant les éléments confornteurs peuvent être des guides fixes sur lesquels les bandes glissent. Dans ce cas, les plateaux d'ondulation supportent uniquement les guides fixes qui sont espacés de façon Judicieuse. L'entraîne- ment des bandes conformatrices est alors assuré par la feuille à onduler qui est tirée au travers du dispositif d'ondulation. les feuilles de altière thermoplastique qui peuvent ttre ondulées sur le dispositif confaras à l'invention peuvent 8tre réalisées en polychiorure de vinyle, en copolymères b base de chlorure de vinyle, en résines acryliques, eto. cette liste n'étant nullement limitative. La partie des bandes conformatrices en contact avec la feuille à onduler est profilée an fonction de l'ondulé désiré. Pour réaliser des ondulés sinusoi- duaux ce profil est arrondi et a la forme et la courbure du sommet d1 onde désiré. contre, pour réaliser des ondulés polygonaux cette partie est plane et pré- sente uce largeur égale à la largeur désirée pour le sommet d'onde. la distance séparant les axes des rails de guidage de chaque plateau d'ondulation et partant les éléments conformateurs, doit évidemment ttre égale au pas de l'ondulé désiré, c'est-à-dire à la distance séparant deux sommets d'onde consécutifs situés d'un même côté de la feuille. Le dispositif conforme à l'invention convient particulièrement bien pour onduler des feuilles de matière thermoplastique ayant subi un traitement prés, lable de biorientation par dtirage. Qn constate en effet que de telles feuilles ntont pas tendance à se déchirer lors de leur ondulation sur ce dispositif. De plus, celui-ci permet une réfrigération adéquate de feuilles ondulées tandis qu'elles sont maintenues en forme. les ondulés biorientés ainsi réalisables présentent des caractéristiques mécaniques améliorées et se révèlent très in téressants dsns le domaine du génie civil. Il est naturellement évident que le dispositif est également utilisable pour onduler des feuilles n'ayant pas subi un tel traitement de iorientation. Ainsi qu'il a té dit précédemment, le choix d'un matériau ayant une fai- ble conductibilité thermique pour réaliser les bandes conformatrices permet de réduire les frais de fabrication. Cette propriété est en effet mise à profit pour limiter les échanges calo rltigpes entre les feuilles de matière thermoplastique et les éléments conformêteurs durant l'ondulation. On sait, en effet, que l'ondulation des feuilles de matière thermoplastique est réalisée en général à des températures comprises entre 60 et 2000C et qu une fois la mise en forme réalisée, les feuilles sont refroidies en-dessous de leur température de ramollissement pour conserver la forme acquise lorsqu' elles quittent le dispositif d1ondulation. Dès lors, la Demanderesse a trouvé qu'en limitant au maximum les échanges thermiques entre les feuilles à onduler et les éléments conformateurs grtce à la faible conductibilité thermique de ceux-ci - il n'est pas indispensable de préchauffer les éléments conformateurs avant leur mise en contact avec les feuilles à onduler - la perte de calories des feuilles durant leur ondulation et au profit des éléments conformateurs reste faible et le formage sleffeetue, des lors, dans de bonnes conditions - la réfrigération des feuilles ondulées par insufflation d'un fluide réfrigé- rant sur leur face opposée aux éléments conformateurs reste aisée. On constate donc, que l'utilisation dtun matériau de faible conductibili- té thermique, c' est-à-dire inférieure à 10 cal/cmaec.eC, et de préférence inférieure à 10-3cal/cm.sec. C permet de réaliser une subetantielle économie de calories puisque les éléments conformateurs ne subissent pas, dans ce cas > un cycle thermique important durant le fonctionnement du dispositif. Compte tenu des sollicitations mécaniques auxquelles sont soumises les bandes constituant les éléments conformateurs, il convient que leur matériau constitutif soit choisi de façon à leur conférer un ensemble de propriétés mé- caniques souhaitables pour obtenir un fonctionnement correct du dispositif du- rant des périodes continues de fonctionnement industriellement acceptables, Ainsi, il apparat, qu'au cours de l'ondulation des feuilles les bandes conformatrices sont soumises à des effets de compression par les feuilles à onduler. Cette compression dépend notamment de l'état de tension des feuilles à onduler.Elle peut entre relativement faible dans le cas de feuilles minces n' ayant subi aucun traitement préalable de biorientation et peut ttre plus importante lorsqu' on traite des feuilles d' épaisseur plus forte ou ayant subi un traitement préalable de biorientation en vue de la production d'ondulés ayant des propriétés mécaniques améliorées. Il importe en conséquence que cette compression nJentratle pas une trop grande déformation de la section transversale des bandes conformatrices ce qui se traduirait par une altération du profil de l'ondulé obtenu, la Demanderesse a constaté qu'il est préférable, dès lors, de choisir le matériau constitutif des bandes conformatrices de façon telle que celui-ci présente, à la température d' ondulation, une dureté supérieure à 35 unités Shore A et de préférence supérieure à 45 unités Shore A En outre, du fait que les éléments conformateurs sont réalisés sous forme de bandes sans fin et qu'ils doivent, en cours de fonctionnerent du dispositif d'ondulation prendre une forme rectiligne lors de leur traversée de la section de réfrigération du dispositif, c bandes sont soumises à des flexions cycliques. Ces flexions cycliques et dans une mesure moindre les forces de compression auxquelles elles sont soumises peuvent entrather soit des allongements permanents prohibitifs des bandes, soit un fluage du matériau au cours du temps. les allongements suscessifs induits à l' extrados des bandes conformatrices dpendent en particulier de l'épaisseur de ces bandes et de leur rayon de courbure. Or, il ntest pas souhaitable de réduire exagérément l'épaisseur des bandes conformatrices, ni de leur imposer un rayon de courbure trop élevé car dans ce dernier cas le dispositif exigerait un encombrement trop élevé0 Il en résulte qpe, lors du fonctionnement du dispositif, l'extérieur des bandes conformatrices subit des allongements différentiels variant de 0,3 à 10 %, allongements que ces bandes doivent subir cycliquement sans enregistrer de fatigue,ni de déformation permanente. Il convient donc que le matériau constitutif des bandes conformatrices soit choisi de fanon telle que ces bandes présentent, à la température d'ondulation un allongement élastique supérieure à 0,3 %. Il convient également que les éléments conformateurs présentent une résistance à la déchirure ootpatible avec les efforts de traction auxquels ils sont soumis, A cet effet, il peut être avantageux de renforcer les bandes par un support textile disposé le long de leur intrados ou noyé dans leur épaisseur. Enfin, les bandes conformatrices subissent des frottements durant leur travail et il est préférable, dès lors, que leur matériau constitutif présente, à la température d1 ondulation, une résistance à l'abrasion suffisante afin d' éviter des arrêts trop fréquents pour remplacer des bandes défaillantes. la Desnderesse a constaté qu'il est Préférable, à cet effet, d'utiliser, pour réaliser les bandes conformatrices, un matériau ayant une usure par abrasion, suivant la norme DIN 53516, inférieure à 600 mm3 et, de préférence inférieure à 300 Le dispositif conforme à l'invention est, en outre, expliqué en détail dans la description qui va suivre de sa variante préférentielle de réalisation, Il est toutefois bien entendu que cette description ne limite en rien la portée de la présente invention car il est bien évident que le dispositif dé- crit ci-après peut subir de nombreuses modifications sans pour autant sortir du cadre ou de l'esprit de l'invention. En particulier, dans le dispositif qui va titre décrit ou pourrait remplacer les guides mobiles par des guides fixes. Dans cette description, on se référera aux figures des dessins annexes dans lesquels - la fig. 1 est une vue schématique de profil d'un dispositif d'ondulation conforme à l'invention - la fige 2 est une vue partielle en élévation du meAme dispositif équipé d' élé- ments conformateurs convenant pour la production d'ondulés de profil sinusoï- dal - la fig. 3 est une vue partielle en élévation d'un dispositif similaire équipé d' éléments conformateurs adaptés pour la production d'ondulés de profil poly gonal. Dans les figures, on a représenté que les éléments nécessaires pour une bonne compréhension de l'invntion. En outre, dans la fig0l, les plateaux d'ondulation sont représentés dans une position écartée alors que lors du fonctionnement,ceux-ci sont rapprochés de façon à imbriquer entre eux leurs éléments conformateurs. Ainsi qu'il apparatt dans les figures, le dispositif d'ondulation est constitué d'un bâlti non représenté sur lequel sont montés deux plateaux d'ondulation superposés 1 et 2 qui peuvent ebtre rapprochés ou éloignés l'un de ltautre. Chaque plateau d'ondulation est équipé de chattes sans fin 3 espacées régulièrement et disposées judicieusement en fonction du profil d'ondulé à produire. Ces channes sans fin sont entratnées par l'intermédiaire de roues dentées motrices 4 et se déplacent sur des rails de guidage 5. les channes sans fin 3 supportent des écailles successives 6 profilées de façon à recevoir les éléments conformateurs constitués par des bandes sans fin 7 de section appropriée. Le profil des rails de guidage 5 est réalisé de façon telle que lors de leur déplacement les écailles 6 et partant les éléments conformateurs 7 stim- briquent progressivement les uns entre les autres puis suivent une trajectoire rectiligne. Il convient que les parois latérales 8 des écailles soient profilées de façon à positionner les bandes conformatrices la région du formage. le trajet de retour des bandes 7 est différent de celui des écailles 6 et dans cette position d'espace les bandes conformatrices 7 sont soutenues par des moyens tels que des galets fous 9 solidaires du bati du dispositif. La vitesse de déplacement des charries 3 est choisie de préférence de façon à être substantiellement égale à la vitesse de défilement de la feuille de matière thermoplastique à traiter le dispositif est, en outre, complété par des éléments de réfrigération 10 des feuilles à traiter disposés le long de la trajectoire rectiligne imposée par les rails de guidage 5 et fixés sur les plateaux d'ondulation entre lesdits rails de guidage. Le dispositif conforme à l'invention et son exploitation sont, en outre, illustrés par les exemples de réalisation pratique qui vont suivre, ces exemples étant donnés A Entre purement illustratif et non limitatif. Exemple 1 Cn réalise un dispositif d'ondulation suivant les fig. 1 et 2 pour former une feuille ondulée comportant six ondes sinusoïdales sur une largeur de 1,01 m et une hauteur de 57 mm. le plateau d'ondulation supérieur est équipé de sept bandes conformatrices et le plateau inférieur de six bandes conformatrices, ces bandes sans fin ayant un profil adéquat et présentant chacune une longueur développée de 6,5 m, une épaisseur maximum de 30 mm et une largeur maximum de 70 mm. Ces bandes sont supportées et entraînées par des écailles successives montées sur des chaînes entraînées par un moteur et guidées par des rails dont la partie rectiligne de formage et de refroidissement est de 1,5 in. Ces bandes sont fabriquées en caoutchous silicone présentant une dureté de 48 unités Shore A, une résistance à l'abrasion de 455 mm3 suivant la norme DIN 53516 et une conductibilité thermique de 60.10-5 cal/cm.sec. C. Une feuille de polymétbacrylate de méthyle de 0,45 mm d'épaisseur, maintenue par ses bords et chauffée à 180 C, est engamée dans le dispositif et refroi die en forure. le poids propre du plateau d' ondulation supérieur qui pose 35 t suffit pour déformer la feuille sans que les plateaux ne s'écartent. La feuille refroidie quittant le dispositif présente le profil souhaité et son aspect est irréprochable. Exemple 2 Dans un dispositif d'ondulation identique à celui de l'exemple limais dans lequel les bandes conformatrices sont réalisées en caoutchouc polyuréthane présentant les caractéristiques suivantes : - dureté s 65 unités Sacre A - conductibilité thermique : 71.10-5 cal/cm.sec. C - résistance à l'abrasion s 43 2 selon norme DIN 53 516, on engage une feuille de polychlorure de vinyle de 0,4 mm d'épaisseur qui vient de subir un prétraitement de biorientation par un étirage longitudinal de 50 % et transversal de 20 à 110 C, cette feuille étant maintenue par ses bords. Un effort de 18 t est appliqué sur le plateau d'ondulation supérieur pour le-rapproeher du plateau inférieur, la feuille refroidie quittant le dispositif présente le profil souhaité. On constate en cours de forctionnement que 1' écrasement des bandes est inférieur à 0,1 mm. Exemple 3 On réalise un dispositif d'ondulation suivant les figures 1 et 3 pour former une feuille ondulée comportant 34 ondes polygonales sur une largeur de 1,09 m et une hauteur de 10 mm. le plateau d'ondulation supérieur est équipé de 34 bandes conformatrices et le plateau inférieur de 35 bandes, ces bandes sans fin ayant un profil adéquat et présentant chacune une longueur développée de 9 m, une épaisseur de 8 mm et une largeur maximum de 11 mm. Ces bandes sont supportées et entraînées par des écailles successives montées sur des chattes entraînées par un moteur et guidées par des rails dont la partie rectiligne de forinage et de refroidissement est de 1,5 m. les bandes sont réalisées par contre-plaquage de 3 feuils de fr^he et de 3 feuils de charme alternés en droit fil. A 15 % d'humidité, ces essences présentent les caractéristiques suivantes: Frêne - conductibilité thermique : 37.10-5 cal/cm.sec. C - allongement à la rupture : o,87 % Charme - conductibilité thermique : 42.10 5 cal/cmsec.0C - allongement à la rupture : 0,83 Sg, On engage dans le dispositif une feuille de polychlorure de vinyle d'une épaisseur de 0,4 mm à une température de 1050C, étirée longitudinalement de 50 fui et transversalement, la feuille étant fermement maintenue par ses bords. Un effort de 30 t est nécessaire pour maintenir en place les plateaux d'on- dulation durant le fonctionnement. la feuille ondulée obtenue a un très bel aspect. Exemple 4 On procède à l'ondulation d'une feuille de polychlorure de vinyle comme à 1' exemple 3 en utilisant le meme dispositif, mis à part le fait que les bandes conformatrices sont réalisées en polyaoétal d'une dureté de 73 unités Shore D, d'une conductibilité thermique de cal/cm.sec. C et un allongement élas- tique de 2,4 %. Un effort de 27 t est nécessaire pour rapprocher les plateaux d'ondulation et former l'onde polygonale souhaitée, Exemple 5 On réalise un dispositif d'ondulation suivant les figures 1 et 2 pour former une feuille ondulée comportant 34 ondes sinusoïdales sur une largeur de l. i m et une hauteur de 11 mm. le plateau d'ondulation supérieur est équipé de 34 bandes conformatrices et le plateau inférieur de 35 bandes conformatrices, ces bandes présentant chacune une longueur developpée de 11 m et étant formées par plusieurs joncs de bois ronde de ll mm de diamètre raboutés par collage en sifflet sur une longueur de 150 mm, Ces bandes sont supportées et entraînées par des écailles successi- ves fixées sur des chiches d'entrainement guidées par des rails dont la partie rectiligne de formage et de refroidissement est longue de 1,5 m. Plusieurs essences de bois, dont le charme, le frêne et le noyer sont employées indifféremment et simultanément. A 15 % d'humidité, le noyer présen te une conductibilité thermique égale à 35.10-5 @ cal/cm.sec. C et un allongement à la rupture de 1 *, Qh engage dans le dispositif une feuille de polychlorure de vinyle d'une épaisseur de 0,4 mm à une température de 1100C étirée longitudinalement de 50 % et transversalement de 20 % et maintenue par ses bords. 111 effort de 24 t est nécessaire pour rapprocher les plateaux d'ondulation et former l'onde sinusoïdale souhaitée. REVEND IC AT IONS 1 - Dispositif pour l'ondulation longitudinale de feuilles de matière thermoplastique à l'état plastique caractérisé en ce qu'il est constitué par deux séries d'éléments conformateurs mobiles et espacés s'imbriquant progressivement les uns entre les autres, lesdits éléments conformateurs étant constitués par des bandes continues de profil adéquat se déplaçant avec les feuilles à onduler et épousant une trajectoire rectiligne dans la zone de refroidissement des feuilles mises en forme, lesdites bandes étant soutenues et guidées au moins sur leur portion en contact avec les feuilles à onduler par des supports agissant sur leur face non en contact avec les feuilles à onduler. 2 - Dispositif pour l'ondulation longitudinale de feuilles de matière thermoplastique à l'état plastique suivant la revendication 1 caractérisé en ce que les éléments conformateurs sont réalisés en un matériaux présentant une conductibilité thermique inférieure à 10 cal/csec.0C et, de préférence inférieure à 10 3 oal/cm.sec.C. 3 - Dispositif pour l'ondulation longitudinale de feuilles de matière thermoplastique à 1' étant plastique suivant la revendication 1 caractérisé en ce que les éléments conformateurs sont réalisés en un matériau présentant une dureté supérieure à 35 unités Shore A et, de préférence, supérieure à 45 unités Shore A. 4 - Dispositif pour l'ondulation longitudinale de feuilles de matière thermoplastique à 1' étant plastique suivant la revendication 1 caractérisé en ce que les déments conformateurs sont réalisés en un matériau présentant un allongement élastique supérieur à 0,3 k, 5 - Dispositif pour l'ondulation en continu de feuilles de matière thermoplastique à 1' étant plastique suivant la revendication 1 caractérisé en ce que les bandes sont constituées à partir d'un matériau présentant, à la température d'ondulation, une usure par abrasion, suivant la norme DIN 53516 inférieure à 600 mm3 et, de préférence, inférieure à 300 6 - Dispositif pour l'ondulation en continu de feuilles de matière thermoplastique à l'état plastique suivant la revendication 1 caractérisé en ce que les supports pour les bandes constituant les éléments conformateurs sont des écailles se déplaçant à la mAeme vitesse que les feuilles à onduler. 7 - Dispositif pour l'ondulation en continu de feuilles de matière thermoplastique à l'état plastique suivant la revendication 1 caractérisé en ce que les supports pour les bandes constituant les éléments coriormateurs sont des guides fixes. 8 - Dispositif pour 1' ondulation en continu de feuilles de matière thermoplastique à l'état plastique suivant la revendication 1 caractérisé en ce que le matériau constituant les bandes est choisi dans le groupe formé par les bois, les caoutchoucs naturels ou synthétiques, les polyamides, les polyaldé hgdes, les polycléfines, les polyearbonates. 9 - Dispositif pour l'ondulation en continu de feuilles de matière thermoplastique à In état plastique suivant la revendication 1 caractérisé en ce que les bandes sont munies d'un renforcement textile. 10 - A titre de produits industriels nouveaux les feuilles de matière ther moplastique ondulées obtenues au moyen du dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes. 11 - A titre de Produits industriels nouveaux les feuilles de matière thermoplastique ondulées et biorientées obtenues à partir de feuilles biorientées et à l'aide du dispositif suivant l'une quelconque des revendications précéden- tes.