Brevet FR2380129A1 — publié le 19780908

L'invention a trait, d'une part, à un procédé de formage de profilés fermés et/o-u ouverts constitués d'une pluralité de couches de matériaux en bande fibreuse, cellulosiques, métalliques, plastiques et, d'autre part, à une installation permettant la reàlisation du procédé. De plus, l'invention a également trait au produit obtenu par application du procédé. On connaît déjà différents procédes permettant la réalisation de profilés constitués d'une pluralité de couches de matériau en bande. Ainsi, on connalt un procédé pour la fabrication en continu de tubes ou de boites de section polygonale dans lequel on enroule en spirale sur un mandrin une ou plusieurs bandes encollées, après quoi une courroie presse les spires formées sur le mandrin et les fait déplacer sur ce dernier, ce procédé étant caractérisé par le fait que l'on fait tourner le mandrin à une vitesse angulaire telle que sa vitesse périphérique soit sensiblement égale à la composante tangentielle de la vitesse de la courroie de pression et d'entraînement. Gn connaît également un procédé pour la fabrication continue de tubes en carton spiralé à section polygonale, caractérisé en ce qu'il consiste à enrouler sur un mandrin fixe de section circulaire des bandes de papier préalablement encollées, à serrer et tirer axialement le tube cylindrique sur ce mandrin fixe, puis à déformer le tube -de carton par écrasement sur un mandrin polygonal tournant en synchronisme avec la bande sans fin, cet écrasement étant obtenu par passage entre des rouleaux calibreurs montés sur une premiere tête qui tourne en synchronisme avec le mandrin qu'elle entoure, après quoi on enroule sur le tube polygonal d'autres bandes encollées pour conférer au carton l'épaisseur désirée, le tube passant ensuite entre les rouleaux presseurs d'une seconde tête tournante, pour etre enfin amené devant un poste de tronçonnage automatique. On connaît de même un procédé selon lequel on prend un tube de section ronde, après formage de ce tube on procède ensuite à l'humidification de la paroi interne dudit tube, puis on chauffe ce tube humide pour le ramollir, puis on entraîne le tube ramolli sur deux glissières écartées ayant la section en U. Apres transformation de ce tube de section ronde en un tube de section polygonale, on insuffle à l'intérieur du tube déformé de l'air froid pour sécher le tube. Par suite de ce séchage, le tube conserve sa forme polygonale. L'invention a pour but de fournir des moyens pour le formage en continu ou en discontinu de profilés et, en particulier de profilés polygonaux creux constitués par un assemblage de plusieurs matériaux en bandes teis que carton, film en matieres plastiques, cellulosiques et autres. A cet effet, l'inventon concerne un procédé de formage de profilés fermés et/ou ouverts constitués d'une pluralité de couches de matériaux en bande fibreuse, cellulosiques, métalliques, plastiques et, en général, tout matériau en bande caractérisé en ce que l'on prend plusieurs bobines de matériaux en bande dont la largeur correspond à la largeur développée du profilé final à réaliser, que l'on augmente la largeur de chaque bande suivante de l'é- paisseur de la bande précédente, que l'on décale latéralement chaque bande pour que les chants latéraux des différentes bandes présentent, en vue en coupe, la forme d'un escalier, que l'on assemble les différentes bandes pour constituer lt me du profilé, qu'en cas de fonctionnement en discontinu, on sectionne lt me du profilé en tronçons dont la largeur correspond à la longueur du profilé final, que l'on implique à lt me un premier pliage pour lui conférer une section d'un U, que l'on procede à un second pliage pour replier les parties extrimes en direction de l'axe médian du profilé, que l'on rapproche les parties extrêmes pour mettre bout à bout les deux chants latéraux de chaque bande et que, de ce fait, combinées au décalage des bandes, les jointures sont égale ment décalées, que le profilé est soumis à un séchage puis à une évacuation. L'invention concerne également une installation pour l'application du procédé ci-dessus caractérisée en se qu'elle comporte un groupe de déroulage pour au moins deux bobines de matériau en bande, un groupe d'assemblage des différents matériaux en bande, un groupe de presse pour un assemblage à chaud ou à froid, une presse à rouleaux assurant l'entrainement de l'ême formée, un ensemble de coupe pour couper l' me développée à plat en tronçons de longueur égale à l'unité du profilé, un groupe de formage à chaud et/ou à froid pour réaliser le premier pliage, un groupe de diabolos pour, dans un premier temps, replier les parties extrêmes de L'âme et, dans un second temps, rapprocher ces parties extrêmes en vue de leur assemblage, un ensemble de tapis presseurs évacuateurs, un tunnel de séchage et un second dispositif de coupe à la volée. De même, l'invention concerne également le produit obtenu par le procédé ci-dessus. L'invention sera bien comprise en se référant à la description suivante faite à titre d'exemple non limitatif et au dessin ci-annexé dans lequel - la figure 1 est une vue en plan de L'âme développée d'un profilé formée d'un assemblage de plusieurs matériaux ou bandes pour le formage d'un profilé creux obtenu par le procédé conforme à l'invention ; - la figure 2 est une vue en élévation de la figure 1 - la figure 3 est une section d'un profilé polygonal après formage - la figure 4 est une vue en élévation d'une installation permettant l'application du procédé conforme à l'invention; - la figure 5 est une vue en plan de cette installation. On se réfère aux figures 1, 2, 3. Pour obtenir le produit final 1 ayant la forme d'un profilé polygonal creux, on réalise préalablement une âme 2 telle que représentée dans les figures I et 2. Cette âme est constituée de plusieurs matériaux en bandes 3, 4, 5 de même largeur et dont le nombre est fonction, d'une part, de l'épaisseur 6 de la paroi 7 du profilé polygonal 1 et, d'autre part, de l'épaisseur même 8 des différentes bandes 3, 4, 5. Ces bandes 3, 4, 5 sont assemblées soit par collage, soit par soudure ou par tout autre moyen. Toutefois, chaque bande 3, 4, 5 est décalée latéralement par rapport à sa voisine, de sorte que leurs chants latéraux 9, 10, 11, vus en coupe, présentent la forme d'un escalier.Du fait que la largeur de chaque bande 3, 4, 5 est conforme au développement en plan du profilé polygonal creux 1, le chant latéral 9 de la bande supérieure 3 fait saillie par rapport au chant latéral 10 de la bande inférieure 4, alors que le second chant latéral 12 de la bande supérieure 3 est en retrait par rapport au chant latéral 13 de la bande inférieure 4 et ainsi de suite. Après formage de l'amie 2 telle que représentée dans les figures 1 et 2, on procède à un premier pliage selon les lignes de pliage 14, 15. De ce fait, on obtient un profilé ayant la forme d'un U, la partie 16 constituant le fond et les parties 17 et 18 formant -les deux ailes de 1'U. Après ce premier pliage, on procède à un second pliage selon les lignes de pliage 19, 20 de sorte que les parties extrêmes 21, 22 soient repliées en direction de l'axe médian 23. Puis, on procède à un rapprochement des parties extrêmes 21, 22 de sorte que les chants latéraux 9, 10, 11 et 12, 13, 24 de chaque bande 3, 4, 5 viennent bout à bout. De ce fait, on annihile toute surépaisseur à l'emplace- ment des jointures 25, 26, 27.Du fait que chaque bande 3, 4, 5 est décalée par rapport à sa voisine, les jointures 25, 26, 27 sont également décalées les unes par rapport aux autres,- ce qui permet d'annihiler toute zone de faiblesse à l'emplacement des jointures 25, 26, 27, Ce décalage des jointures 25, 26, 27 est nettement visible à la figure 3. Bien entendu, lorsqu'on procède à l'assez blage des bandes 3, 4, 5 par collage, on enduit les faces inférieures décalées 28, 29 des bandes 3 et 4 et les faces supérieures décalées 30, 31 des bandes 4 et 5 d'une couche de colle avant de réaliser le second pliage et le rapprochement des parties extremes 21, 22. Par contre, lorsqu'on procède à l'asse blage des bandes 3, 4, 5 par soudage, la soudure finale peut se faire après le second pliage et le rapprochement des parties extrêmes 21, 22. Le formage du profilé polygonal peut se faire soit en discontinu, soit en continu. Dans le premier cas, on découpe l'âme 2 transversalement pour obtenir des tronçons de largeur correspondant à la longueur du profilé polygonal que l'on veut obtenir. Après la coupe, on procède ensuite au formage du profilé polygonal tel que décrit ci-dessus. Dans le second cas, on procède d'abord au formage du profilé polygonal puis on découpe celui-ci en tronçons de longueur déterminée. Bien entendu, dans le cadre de la présente invention, la section du profilé est indifférente. En effet, le profilé peut être un profilé fermé de section rectangulaire ou carrée à angles arrondis ou presque vifs, de section ovale ou cylindrique ou peut être un profilé ouvert tel qu'un U à ailes égales ou inégales, des cornières à ailes égales ou inégales ou en forme d'un T symétrique ou dissymétrique. De même, ce procédé peut être utilisé pour le formage de sections plat destinées à la confection d'éléments de grande surface tels que revêtement de façade, de mur et autres. On se réfère maintenant aux figures 4 et 5 représentant en vue en élévation et vue en plan l'installation permettant de réaliser le procédé décrit ci-dessus, L'installation 32 comporte à sa partie avant 33- plusieurs groupes de déroulage 34, 35, 36, 37 dont le nombre est fonction du nombre des bandes 3, 4, 5. Chaque groupe de déroulage 34, 35, 36, 37 est constitué essentiellement d'un chevalet 38, 39, 40, 41 dont chaque côté est pourvu à sa partie supérieure d'un tourillon 42, 43, 44, 45 sur lequel on enfile le mandrin 46, 47, 48, 49 d'une bobine 50, 51, 52, 53 d'un matériau en bande, ce matériau pouvant être en métaux ferreux et non ferreux, en papier, en matières plastiques et, en général, en tout matériau en bande.Bien entendu, les différentes bandes peuvent être constituées de matériaux de nature différente, ce qui permet de fabriquer un tube ou profilé composé de plusieurs matériaux. Ainsi, à titre d'exemple non limitatif, le tube peut être formé d'une bande de papier préimprimée pour la couche externe, une, deux ou trois bandes de cartonnette pour la rigidité du corps du profilé et un complexe d'aluminium, de matériau étanche ou de matériau traité spécialement pour assurer l'étanchéité interne du profilé ou pour assurer a conservation du contenu, cette dernière couche pouvant être repliée sur elle-même et collée et soudée afin que le contenu ne soit en contact qu'avec la couche interne. Chaque groupe de déroulage 34, 35, 36, 37 est pourvue d'un moyen de freinage pour assurer une certaine tension aux différen- tes bandes 3, 4, 5.Chaque bobine 50, 51, 52, 53 a exactement la largeur du développement du profilé à réaliser. Chaque bande suivante est augmentée en largeur en fonction de l'épaisseur 8 de la bande précédente. On décale chaque bobine 50, 51, 52, 53 latéralement par rapport à l'axe longitudinal 54 de l'installation 32 d'une certaine largeur, celle-ci pouvant varier de quelques millimètres à quelques centimètres. Dans le cas des profilés ouverts, il est souhaitable que les bobines 50, 51, 52, 53 soient dans le même alignement. En amont de la bobine 50, l'installation 32 présente un rouleau de renvoi 55 maintenu par des paliers 56-solidaires d'un support 57. -Les autres bandes s'enroulent partiellement-autour d'un groupe d'encollage 58, 59, 60. Ces groupes d'encollage 58, 59, 60 comportent un bac 61, 62, 63 renfermant la colle ainsi qu'unie presse de collage à froid ou à chaud 64, 65, 66.- Après les groupes d'encollage, on obtient l'amie 2 telle que représentée dans les figures I et 2. Les différentes bandes ainsi encollées et décalées sont entraînées par une presse à rouleaux 67 dont l'effort de eompression et la vitesse de rotation des rouleaux 68, 69 sont règlables. Lorsque la fabrication profilé polygonal est en discontinu, on intercale entre la presse à rouleaux 67 et un groupe de formage à chaud ou à froid 70, une cisaille ou un instrument de coupe 71. La vitesse de coupe de cette cisaille ou de l'instrument de coupe 71 est synchronisée avec la vitesse d'avance de l'ensemble des bandes. La cisaille ou l'instrument de coupe 71 tronçonne ledit ensemble de bandes, c'est-à-dire l'âme développée à plat 2 en tronçons 72 de longueur égale à l'unité du profilé polygonal 1. La programmation de longueur est faite avec un codeur et un compteur ou par une cellule photoélectrique lorsque le profilé polygonal 1 ou le profilé ouvert est étiqueté. Le tronçon ainsi coupé est amené par un tapis 73 au groupe de formage 70. Celui-ci est composé d'une matrice femelle fixe 74 et d'une matrice mâle 75 soumises à un déplacement vertical. Dans le cas d'un fonctionnement en continu, le déplacement vertical est combiné à un déplacement dans le sens de l'avance de l' me 2. La matrice mâle 75 est actionnée par un vérin pneumatique ou hydraulique 76. Les deux matrices 74, 75 peuvent être chauffées ou non. La coopération de la matrice mâle 75 et de la matrice femelle 74 permet le pliage de l'me 2 selon les lignes de pliage 14, 15 (voir figure 1) pour obtenir la section du U. La matrice mêle 75 remonte et un pousseur longitudinal 77 fait avancer le profilé de section de U vers un train diabolo 78 qui a la forme de la section finale que l'on veut donner au profilé.La forme passe alors dans un groupe de diabolos 79 qui replie les parties extrêmes 21, 22 puis les rapproche. Ces parties extrêmes 21, 22 s'appuient sur une matrice mâle 80 fixée à partir du deuxième diabolo 81 et qui continue jusqu a l'extrémité 82 de plusieurs tapis presseurs évacuateurs 83, 84, 85, 86. Chaque diabolo et chaque tapis peuvent être chauffés, ce qui permet d'augmenter la vitesse de séchage. Les tapis presseurs évacuateurs 83, 84, 85, 86 dirigent le profilé terminé 87 vers un tunnel d'assèchement 88. Ce tunnel 88, chauffé et ventilé, assure la finition du séchage. Lorsque la fabrication du profilé est en continu, le procédé est pratiquement identique. Dans ce cas, on arrête le fonctionnement de la cisaille ou de l'instrument de coupe 71 en maintenant écartes les deux éléments de coupe pour permettre le glissement en continu de l'âme 2. De même, on maintient écartées la matrice femelle 74 et la matrice mêle 75 du groupe de formage 70. La mise en forme est assurée par le groupe des diabolos 79 et de la seconde matrice mêle 80 coopérant avec les tapis presseurs évacuateurs 88. Le profilé est alors séché dans le tunnel 88. On dispose à la sortie 89 de ce tunnel un dispositif de coupe à la volée 90 programmé comme la cisaille ou l'instrument de coupe 71. Ce dispositif de coupe à la volée 90 coupe le profilé en tronçons de longueur déterminée, soit par codage, soit par repérage. Avantageusement,- le procédé en discontinu est conseillé pour les profilés fermés de grande section, alors que le procédé en continu est conseillé pour les profilés ouverts et les profilés fermés de petite et/ou de moyenne sections. Il est donc souhaitable que l'installation 32 soit pourvue et de l'instrument de coupe 71 et du dispositif de coupe 90, ce qui permet d'utiliser la même installation tantôt pour la fabrication en discontinu, tantôt pour la fabrication en continu. Bien que l'invention ait été décrite à propos d'une forme de réalisation particulière, il est bien entendu qu'elle n'y est nullement limitée et 'on qu peut y apporter diverses modifications de formes, de matériaux et de combinaisons de ces divers éléments, sans pour cela s'éloigner du cadre et de l'esprit de l'invention. Revendications 10) Procédé de formage de profilés fermés et/ou ouverts constitués d'une pluralité de couches de matériaux en bande fibreuse, cellulosiques, métalliques, plastiques et, en général, tout matériau en bande caractérisé en ce que l'on prend plusieurs bobines de matériaux en bande dont la largeur correspond à la largeur développée du profilé final à réaliser, que l'on augmente la largeur de chaque bande suivante de l'épaisseur de la bande précédente, que l'on décale latéralement chaque bande pour que les chants latéraux des différentes bandes présentent, en vue en coupe, la forme d'un escalier, que l'on assemble les différentes bandes pour constituer l'même du profilé, qu'en cas de fonctionnement en discontinu, on sectionne l'même du profilé en tronçons dont la largeur correspond à la longueur du profilé final, que l'on implique à l'âme un premier pliage pour lui conférer une section d'un U, que l'on procède à un second pliage pour replier les parties extrêmes en direction de l'axe médian du profilé, que l'on rapproche les parties extrêmes pour mettre bout à bout les deux chants latéraux de chaque bande et que, de ce fait, combinées au décalage des bandes, les jointures sont également décalées, que le profilé est soumis à un séchage puis à une évacuation. 20) Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'en cas de fonctionnement en discontinu, l'rame du profilé, réalisée comme précédemment, glisse à travers le dispositif de sectionnement et le dispositif du premier pliage, que cette âme est soumise à la mise en forme puis au séchage et que le profilé formé est sectionné à la sortie du tunnel de séchage. 3 ) Installation permettant la réalisation de profilés selon le procédé conforme aux revendications 1 et 2 caractérisée en ce qu'elle comporte un groupe de déroulage pour au moins deux bobines de matériau en bande, un groupe d'assemblage des différents matériaux en bande, un groupe de presse pour un assemblage à chaud ou à froid, une presse à rouleaux assurant I'entraînement de l'âme formée, un ensemble de coupe pour couper l'âme développée à plat en tronçons de longueur égale à l'unité du profilé, un groupe de formage à chaud et/ou à froid pour réaliser le premier pliage, un groupe de diabolos pour, dans un premier temps, replier les parties extrêmes de l'âme et, dans un second temps, rapprocher ces parties extrêmes en vue de leur assemblage, un ensemble de tapis presseurs évacuateurs, un tunnel de séchage et un second dispositif de coupe à la volée. 4 ) Installation selon la revendication 3 caractérisée en ce que le groupe de déroulage est constitué de plusieurs postes de déroulage décalés latéralement pour conférer aux chants des différents matériaux en bande la forme d'escalier pour non seulement assurer une mise bout à bout des deux chants de chaque matériau mais également un décalage des différentes jointures. 50) Produit obtenu par application du procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce qu il est un profilé fermé polygonal dont les différentes faces ont une épaisseur identique et dont la jointure de chaque matériau en bande est décalée par rapport à la jointure voisine. 60) Produit obtenu par application du procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il est un profilé ouvert à plusieurs faces à ailes égales et/ou inégales et à profilé symétrique et/ou dissymétrique.