Brevet FR2424131A1 — publié le 19791123

La présente invention concerne des plaques d'usure, qui sont des plaques servant à protéger,contre l'abrasion, la corrosion et le choc,des structures de manipulation de matières,par exemple des plateaux de camion,des soutes,des goulottes,des trémies,etc..Il est courant de protéger,contre l'abrasion,la corrosion et le choc,des structures servant à des opérations de manipulation de matières,par exemple des plateaux de camion,des soutes,des goulottes,des trémies,etc, en recouvrant la structure concernée de plaques ou feuilles protectrices. Cette protection est souvent assurée par des feuilles de caoutchouc ou de matière plastique,des plaques métalliques ou des plaques de caoutchouc doublées de métal. Les feuilles de caoutchouc peuvent s'user en service;ctest également le cas des feuilles de matière plastique,au demeurant plus coûteuses. Les plaques d'usure en métal,qui ont peut être une résistance satisfaisante à lfabrasion,nTon cependant pas une bonne résistance au choc et peuvent facilement se corroder dans certains milieux. Les plaques de caoutchouc doublées de métal sont des structures lourdes avec lesquelles le travail est difficile et parfois dangereux,et il est difficile de les fabriquer pour protéger des structures à con tours inhabituels. Ltinvention a alors pour objet une plaque d'usure stratifiée dans laquelle une première couche élastique ou couche extérieure du stratifié est formée dtune matière élastomère vulcanisée résistant à l'abrasion et à la corrosion,une deuxième couche intermédiaire rigide est formée d'un polyéthylène à poids moléculaire ultra-élevé,lié ou soudé à la surface intérieure de la première couche,et une troisième couche intérieure élastique est formée d'une matière élastomère vulcanisée liée ou soudée à la surface intérieure de la couche de polyéthylène. La surface extérieure de la première couche assure une résistance satisfaisante à l'abrasion et à la corrosion par la matière avec laquelle elle entre en contact et elle est élastique de manière à assurer la résistance au choc. La deuxième couche formée de polyéthylène à poids moléculaire ultraélevé assure à la plaque d'usure la rigidité ou le soutien nécessaire. Une troisième couche,ou couche inférieure, de matière élastomère amortit les vibrations et communique aux plaques un caractère d'adhérence par frottement ou d'adhérence chimique s'ajoutant à la fixation de la plaque à la structure qu'elle protège. Etant donné que la plaque dtusure selon l'invention est une plaque composite de matière plastique et de caoutchouc., on peut facilement la couper ou lui donner diverses formes,divers contours et diverses dimensions,de façon qu elle soit utile dans une large variété de structures. En outre,les plaques d'usure selon l'invention sont légères et donc d'un maniement facile et sans danger. De plus,vu la nature composite de la plaque d'usure selon 1-' invention, il est possible de former à sa surface extérieure une configuration spéciale ou un dessin spécial,par exemple pour des plaques d'usure devant être exposées à un choc principalement oblique. L'invention est maintenant décrite plus spécifiquement en référence aux planches de dessins annexées,dans lesquelles: Fig.l est un plan d'une plaque d'usure selon un mode d'exécution préférentiel de l'invention; Fig.2 est une coupe suivant la ligne 2-2 de la figure 1; Fig.3 est une vue agrandie d'une partie de la plaque d'usure suivant la ligne 3-3 de la figure 1; Fig.4 montre la partie de la plaque d'usure qui est représentée par la figure 3,fixée par une attache particulière à une structure à protéger; Fig.5 montre la partie de la plaque d'usure qui est représentée par la figure 3,fixée à une structure par une attache différente; ,Fig.6 montre en coupe une partie d'une plaque d'usure selon l'invention,dont la surface extérieure présente un dessin spécial ou une configuration spéciale;;et Fig.7 montre en coupe une partie d'une plaque drusu- re selon l'invention,présentant aussi à sa surface extérieure un dessin spécial ou une configuration spéciale,différents de ceux représentés sur la figure 6. Sur les différentes figures susdites,on a représenté des modes d'exécution actuellement préférentiels de plaques d'usure selon l'invention,les mêmes parties étant désignées partout par les mêmes références. Les figures 1 et 2 montrent une plaque d'usure stratifiée 10 sous la forme d'un élément pratiquement rectangulaire et pratiquement plan,utile par exemple à la protection d'une structure pratiquement plane,telle qu'un plateau de camion. Toutefois,il est entendu que la forme et le contour repré sentés pour la plaque d'usure 10 sont choisis parmi diverses formes et divers contours rentrant tous dans le cadre de l'invention. Une plaque d'usure telle que 10 peut avoir toute forme désirée, autre que rectangulaire,selon les besoins. D'autre part,une plaque d'usure telle que 10 peut avoir un contour incurvé au lieu d'être plane,pour la protection de surfaces courbes. La plaque d'usure 10 est un stratifié comprenant une première couche ou couche extérieure élastomère élastique 20, une deuxième couche ou couche-intermédiaire de matière plastique rigide 30,et une troisième couche ou couche intérieure élastomère élastique 40. De préférence,ltépaisseur relative de chaque couche 20, 30 et 40 varie de la première à la troisième de sorte que la couche 20 est la plus épaisse des trois, tandis que la troisième couche 40 est la plus mince. De préférence encore,la couche 20 est au moins deux fois plus épaisse que la deuxième couche 30 qui,à son tour,est au moins deux fois plus épaisse que la troisième couche 40.La plaque d'usure stratifiée 10 est représentée munie de multiples ouvertures espacées 12 traversant la première couche 20 pour faciliter la fixation à une structure,comme on ltexpliquera plus loin. La première couche ou couche extérieure 20 présente une surface extérieure 24 et une surface intérieure 26 pratiquement parallèles entre elles. Lacouche extérieure 20 est composée d'une matière élastomère vulcanisée élastique ayant de bonnes propriétés de résistance-à l'abrasion,à la corrosion et au choc. Des exemples de matières élastomères ayant de telles propriétés et pouvant servir de couche 20 sont des mélanges de caoutchouc de cis-polybutadièneet de caoutchouc styrène/butadiène ou de caoutchouc naturel,dans lesquels la proportion du constituant cis-polybutadibne varie selon les conditions particulières dans lesquelles la plaque d'usure est utilisée. La deuxième couche ou couche intermédiaire 30, également représentée comme ayant des surfaces extérieure et intérieure 34 et 36 pratiquement parallèles,est composée d'un polyéthylène à poids moléculaire ultra-élevé. Cette matière plastique particulière est par définition un polyéthylène ayant un poids moléculaire tel que son indice d'écoulement à l'état fondu soit inférieur à 0,15,tel qu'on le mesure selon les méthodes de la norme ASTM 1238-65 T,modifiées par une charge supplémentaire de 3 kg (voir brevet-US 3.650.874). L'itili- sation de cette matière plastique particulière permet de former par moulage la plaque d'usure selon l'invention,sous la forme d'une structure unitaire comportant des couches élastomères 20 et 40, sans qu'il soit nécessaire de former des couches indi viduellesjet ensuite d'utiliser des adhésifs spéciaux pour assembler les composants élastomère et plastique. Autrement dit,en utilisant pour la couche 30 ce polyéthylène à poids moléculaire ultra-élevé2il est possible d'effectuer dans un moule une liaison ou un soudage in situ entre les surfaces élastomère et plastique adjacentes du stratifié. La troisième couche 40,présentant une surface exte- rieure 44 et une surface intérieure 46,peut être l'une de diverses matières élastomères qui,une fois vulcanisées,présentent une bonne élasticité et un coefficient de frottement (friction)élevé lorsqu'elles sont adjacentes à des matières telles que le bois,l'acier ou des matières similaires normalement utilisées pour le type de structures à protéger. L'élasti- cité est importante pour assurer l'amortissement du son et du choc par la plaque d'usure et aussi pour permettre à la couche 40 d'épouser facilement les irrégularités de la surface de la structure protégée par la plaque d'usure. Comme on l'a dit plus haut, les ouvertures 12 de la plaque d'usure 10 sont destinees à la fixation. Comme le montre la figure 3,l'ouverture 12 traverse seulement la première couche 20. C'est ainsi que la plaque d'usure 10 peut facilement s'adapter,dans la pratique,à diverses situations de fixation. Par exemple,dans le cas représenté par la figure 4,une structure 50 à laquelle est fixée la plaque 10 est munie de goujons filetés tels que 52,dirigés vers le haut. En pareil-cas,on perce ou on taraude un trou 14 dans les couches 30 et 40 pour permettre au goujon fileté 52 de traverser la plaque 1O.L'ouverture 12 de plus grand diamètre est ainsi capable de loger une rondelle 54 et un écrou 56 adjoints au goujon 52, en dessous de la surface 24 de la première couche 20. Dans le cas où une structure telle que 50' (figure 5),n'est pas munie de goujons tels que 52 comme l'indique la figure 4,un boulon fileté 52' peut traverser un trou de diamètre réduit 14' percé ou taraudé dans les couches 30 et 40 et aussi un trou 53 prévu dans la structure 50'.On peut alors placer une rondelle 54' et un écrou 56' sur le boulon 52,sur la face de la structure 50' qui est opposée à-la plaque d'usure l0,tandis que la tete 51 du boulon 52' se loge dans le trou 14. Dans chacune des situations représentées par les figures 4 et 5,des des capuchons élastomères tels que 60 (figure 5)peuvent être prévus pour couvrir chaque ouverture 12 et empêcher l'accumulation de matière. Ces capuchons doivent en pratique être formes de la même matière élastomère que la couche 20,résistant à l'abrasion, à la corrosion et au choc. Dans certaines situations,des structures de manipulation de matières sont placées de manière à recevoir des matières amenées sous un angle aigu relativement aux structures. En pareil cas,on peut prévoir des surfaces à configuration spéciale ou à dessin spécial,en tant que surface extérieure de la première couche de la plaque d'usure stratifiée. Deux exemples de surfaces à configuration spéciale de ce genre sont représentées par les figures 6 et 7. Sur la figure 6,une plaque d'usure 110 comprend une première couche élastique 120 formée de caoutchouc résistant à l'abrasion,à la corrosion et au choc,une deuxième couche rigide 130 formée de polyéthylène à poids moléculaire ultraélevé,et une troisième couche élastique 140,formée de matière élastomère. Les couches 130 et 140 de la plaque d'usure sont pratiquement semblables aux couches 30 et 40 des figures 1 à 5. La première couche 120 comprend une surface supérieure en dents de scie 124,dont chaque dent comprend deux faces 128 convergeant vers une crête longitudinale 129. Ce type de configuration de la surface supérieure 124 est avantageux lorsque la majeure partie ou la totalité des matières destinées à entrer en contact avec la plaque d'usure 120 arrivent à la plaque par deux directions sous un angle d'incidence aigu comme l'indiquent les flèches A. La surface supérieure 124 présente ainsi de multiples facettes 128 pratiquement normales à ces directions d'incidence2 ce qui fait que la surface supérieure de la première couche a moins de chances d'être entamée ou burinée par un choc oblique, alors qu'elle aurait plus de chances de l'être lorsque la surface supérieure est plane ou lisse comme la surface 24 du mode d'exécution conforme aux figures 1 à 5. La figure 7 montre un deuxième type de première couche 220 destiné à une plaque d'usure stratifiée 210 présentant une deuxième et une troisième couches 230 et 240 semblables aux couches 30 et 40 qui forment la plaque d'usure 10. Cette première couche 220/à configuration spéciale, présente une surface supérieure 224 comprenant des saillies en forme d'oreilles 225,qui présentent chacune une seule face oblique 228 et une face opposée 227 pratiquement normale au plan général de la plaque d'usure 210. Cette structure est particulièrement utile dans des conditions ou les matières qui se dirigent vers la plaque d'usure ont presque toujours une même direction angulaire,comme l'indique la flèche B,au lieu des deux directions indiquées par la flèche A sur la figure 6. Sur les figures 6 et 7,1' épaisseur des premières couches 120 et 220 varie par suite de la configuration spécia- le de la surface extérieure. Dans ces modes d'exécution,il est préférable que l'épaisseur "nominale" ou maximale de ces couches soit supérieure à celle des couches de soutien rigides 130 et 230. De préférence encore,l'épaisseur nominale de la couche 120 (c'est-à-dire l'épaisseur mesurée dans un plan normal à la plaque 110 et passant par une crête 129) et celle de la couche 220 (ctest-à-dire l'épaisseur mesurée dans un plan normal à la plaque d'usure 210 et passant par une saillie en forme d'oreille 225)représentent au moins, respectivement,le double de l'épaisseur des couches 130 et 230.Les couches 130 et 230 ,à leur tour,ont de préférence une épaisseur au moins double de celle de la troisième couche respective 140 et 240. REVENDICATIONS l.Plaque d'usure stratifiée résistant à l'abrasion et au choc,caractérisée en ce qu'elle comprend A) une première couche élastique de matière élastomère vulcanisée résistant à l'abrasion,qui présente une surface extérieure exposée à l'abrasion et au choc et une surface intérieure espacée de la surface extérieure, B)une deuxième couche rigide de polyéthylène à poids moléculaire ultra-élevé ayant un indice de fusion inférieur à 0,15 tel qu'on le mesure selon les méthodes de la norme ASTM 1238-65T,modifiées par une charge supplémentaire de 3 kg,cette couche présentant une surface extérieure liée à la surface intérieure de la première couche et une surface intérieure espacée de la surface extérieure, et C)une troisième couche de matière élastomère vulcanisée élastique ayant la même extension qe la deuxième couche et liée à la surface intérieure de celle-ci. 2. Plaque selon la revendication l,caractérisée en ce que la première couche présente,au moins en certaines parties, une épaisseur au moins deux fois plus grande que la deuxième couche. 3. Plaque selon la revendication 2,caractérisée en ce que l'épaisseur de la troisième couche est inférieure à celle de la deuxième couche. 4. Plaque selon la revendication l,caracterisée en ce qu'un nombre choisi d'ouvertures traversent la plaque de manière à s'aligner sur des attaches qui la traversent. 5. Plaque selon la revendication 4,caractérisée en ce qu'un capuchon en matière élastomère vulcanisée résistant à l'abrasion est disposé à l'intérieur de chacune des ouvertures de manière à fermer la partie de celle-ci qui est adjacente à la surface superieure de la première couche. caracte6fispelgeqnuecgelon l'une quelconque des revendications 1 à 3/, que l'épaisseur de la première couche varie en des parties choisies de manière à donner une surface supérieure à contour spécial résistant à un choc oblique.