Brevet FR2567791A1 — publié le 19860124

DECOUPE LONGITUDINALE D'UN PRODUIT TUBULAIRE FIBREUX La présente invention est relative à la découpe d'un produit tubulaire fibreux, et plus précisément à la découpe longitudinale de l'épaisseur d'un tel produit suivant un profil en forme de marche. L'invention s'applique notamment à la découpe de coquilles isolantes, c'est à dire de produits cylindriques creux formés de fibres dans lesquelles est réparti un liant polymérisé. De telles coquilles, par exemple à base de fibres minérales telles que des fibres de verre, peuvent être utilisées pour l'isolation des conduits. La découpe longitudinale pratiquée dans la coquille rend possible par l'ouverture et la fermeture de la coquille sa mise en pla- ce autour du conduit. Apres la mise en place de la coquille, il subsis- te une fente entre les deux bords de la coquille qui ont été séparés du fait de la découpe et cette fente peut donner lieu à des pertes thermiques indésirables. Lorsque la découpe est radiale, en particu- lier, ces pertes sont susceptibles de se produire relativement facile- ment. On a donc cherché à produire dans des coquilles isolantes des découpes suivant un profil en forme de marche de façon à ce que les pa- rois découpées viennent, au moment de la fermeture de la coquille, se recouvrir l'une l'autre au niveau de la marche, de façon à limiter les conditions d'établissement de ponts thermiques, favorisant les pertes thermiques. On connaît déjà un procédé de découpe longitudinale d'une co- quille isolante à base de fibres minérales dont la mise en oeuvre conduit à l'obtention d'une fente profilée en forme de marche, qui tra- verse de part en part la paroi de la coquille. Selon le procédé connu, on découpe la paroi de la coquille sur une partie de son épaisseur, d'une part depuis l'intérieur, d'autre part depuis l'extérieur, de façon à produire dans la paroi deux fentes parallèles quasiment radiales. Chacune de ces fentes définit dans l'épaisseur de la paroi un bord interne ou une extrémité puisqu'elle ne traverse pas l'épaisseur de la coquille de part en part. Pour produire une fente sur toute l'épaisseur de la coquille, on applique à proximité des bords internes des fentes parallèles des forces de cisaillement qui agissent sur la matière comprise entre lesdites extrémités pour la dé- chirer. Un tel procédé présente toutefois un certain nombre d'in- convénients -qui concernent notamment l'état de la coquille au niveau de la partie déchirée. La coquille est soumise à ce niveau à des contrain- tes mécaniques sous la forme d'un brusque étirage après la compression correspondant à la formation des fentes parallèles. Ces contraintes peuvent conduire à une désagrégation de la structure fibreuse, et donc à la formation d'un profil de découpe irrégulier. Les coquilles sont en effet fabriquées de la façon suivante: on enroule un tapis de fibres imprégnées d'une composition d'encollage servant à lier les fibres, au- tour d'un mandrin chauffé. L'enroulement obtenu est envoyé dans une étuve de polymérisation pour polymériser le liant. La structure obtenue présente donc une certaine cohésion qu'il convient de ne pas détruire. L'invention se propose de fournir un procédé de formation d'une fente profilée en forme de marche, dans la paroi d'un produit cylindrique fibreux, notamment une coquille isolante à base de fibres minérales dans lesquelles est réparti un liant polymérisé, grâce auquel les possibilités d'établissement de ponts thermiques se trouvent limi- tées par, en particulier, l'existence d'une ligne de découpe qui soit parfaitement régulière et ne conduise à aucune altération de la struc- ture fibreuse. A cette fin, l'invention propose un procédé de formation d'une fente longitudinale profilée en forme de marche selon lequel si- multanément on découpe la paroi du produit d'une part depuis l'inté- rieur, d'autre part depuis l'extérieur, dans une direction radiale de façon à produire deux découpes quasiment parallèles et légèrement déca- lées l'une par rapport à l'autre, et dans l'épaisseur de la paroi, on réalise une découpe supplémentaire dans une direction tangentielle, ou encore perpendiculaire à celle de la direction des découpes radiales, si bien que les bords internes ou extrémités des découpes radiales sont reliés par la découpe tangentielle supplémentaire. Sous un de ses aspects, l'invention a pour objet un procédé de formation d'une fente selon lequel, pour découper la paroi du produit, on crée un mouvement relatif entre ledit produit et un outil de découpe composé de deux lames principales disposées dans deux plans essentiellement parallèles situés à une faible distance l'un de l'autre, lesdites lames étant agencées de façon à produire dans la pa- roi du produit, dans une direction radiale, une découpe depuis l'intérieur et une depuis l'extérieur, et d'une lame supplémentaire si- tuée dans un plan sensiblement perpendiculaire au plan desdites lames principales et agencée de façon à produire une découpe essentiellement perpendiculaire aux précédentes. Pour que la découpe supplémentaire ou découpe tangentielle, se fasse dans l'épaisseur de la paroi, on règle la position relative du produit et de la lame supplémentaire de façon à maintenir tout au long de l'opération, ladite lame dans l'épaisseur de la paroi. Sous un autre de ses aspects, l'invention propose un procédé qui crée simultanément des efforts de compression s'exerçant d'une part depuis l'intérieur, d'autre part depuis l'extérieur de la paroi, et dont les effets conjugués atteignent leur maximum vers le milieu de l'épai.sseur de la paroi sur une zone dont la largeur correspond ap- proximativement à l'écartement des plans respectifs des deux lames principales, et un effort, agissant en sens inverse, qui écarte les strates de fibres au moyen de la lame supplémentaire. On obtient donc en fin d'opération, c'est à dire lorsque les bords des découpes paral- lèles atteignent la découpe tangentielle pour former une fente sur tou- te l'épaisseur de la paroi, un certain équilibrage des forces s'exer- çant sur la zone centrale, diminuant ainsi les risques d'endomagement du produit. Par ailleurs, indépendamment de l'effet mécanique favorable, l'introduction de la lame supplémentaire permet une stabilisation de la position relative du produit à découper et de l'outil de découpe. En effet, dans les procédés de découpe tels qu'ils sont cou- ramment mis en oeuvre, par exemple pour produire des fentes rectili- gnes, le mouvement relatif du produit et de l'outil est obtenu en laissant l'outil fixe et en faisant défiler le produit dans le sens longitudinal. Cette condition permet de travailler facilement en conti- nu, et d'associer la découpe du produit, notamment dans le cas de co- quilles isolantes, à la succession d'étapes conduisant à son obtention à partir d'un tapis de fibres imprégnées d'une composition d'encolla- ge. Or, lors d'une telle opération, on peut observer un mouvement relatif indésirable entre d'une part le plan défini par les lames de découpe et d'autre part l'axe de la coquille qui défile à sa rencontre dans le sens longitudinal. Ce mouvement indésirable peut se produire de deux façons: d'une part un mouvement latéral, et d'autre part un mou- vement qui modifie l'emplacement de l'outil de découpe dans l'épaisseur de la paroi, ce qui peut conduire à des irrégularités dans la découpe, et donc à l'obtention d'une ligne de découpe qui ne soit pas parfaite- ment rectiligne sur toute la longueur de la coquille. La présence d'un organe supplémentaire qui agit simultanément dans une direction perpendiculaire à celle du mouvement relatif longi- tudinal entre les lames et le produit évite avantageusement de tels risques en guidant en quelque sorte le mouvement relatif du produit à découper et de l'outil composé desdites lames, de façon à maintenir le produit et l'outil dans leur position respective souhaitée. L'organe supplémentaire crée ainsi une stabilisation de la position relative de la coquille et de l'outil dans un plan horizontal ou vertical. Suivant un mode de mise en oeuvre encore plus avantageux de l'invention, on peut créer un équilibrage des forces qui ne soit plus limité à la seule zone centrale de la paroi. Selon ce mode de réalisa- tion, on amorce simultanément en plus de la découpe tangentielle, non plus deux mais quatre découpes radiales, de façon à obtenir la fente profilée en forme de marche désirée en faisant subir à la structure fi- breuse des contraintes encore plus réduites. Plus précisément, on amorce, à partir d'un certain niveau d'épaisseur de la paroi, deux découpes supplémentaires: l'une dirigée vers l'extérieur de la coquille et venant à la rencontre de la découpe induite depuis la surface externe de la paroi: l'autre dirigée vers l'intérieur de la coquille et venant à la rencontre de la découpe in- duite depuis la surface interne de la paroi. La simultanéité des découpes est assurée par la solidarité des organes qui les effectuent. Conmme indiqué précédemment, la découpe tangentielle est assurée par une lame supplémentaire située dans un plan perpendiculaire à celui des deux lames principales. Pour produire à partir de ladite découpe tangentielle, les amorces de découpes radia- les souhaitées, on adjoint à la lame supplémentaire deux ailerons dis- posés l'un au-dessus, dans le plan de la lame agissant depuis l'exté- rieur de la coquille, l'autre au-dessous, dans le plan de la lame agissant depuis l'intérieur de la coquille. Suivant ce mode de réalisation de l'invention, on réalise avantageusement un bon équilibre des efforts s'exerçant sur la paroi à découper, par rapport à un plan passant par la moitié de l'épaissseur de la paroi. L'invention concerne également un procédé de découpe d'un produit cylindrique fibreux, notamment de coquilles isolantes à base de fibres minérales dans lesquelles est réparti un liant polymérisé, selon lequel on produit simultanément dans la paroi symétrique de la paroi découpée suivant un profil en forme de marche, par rapport à l'axe lon- gitudinal du produit, une découpe rectiligne sur une partie seulement de son épaisseur. L'invention concerne en outre un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé. Ce dispositif comprend un outil de découpe composé de deux lames principales disposées dans deux plans essentiellement pa- rallèles situés à une faible distance l'un de l'autre, le bord infé- rieure de la lame supérieure étant fixé au bord supérieur de la lame inférieure, les bords libres de chacune des lames étant fixés à des portelames, et d'une lame supplémentaire-située dans le prolongement de la jonction desdites lames principales, le porte-lame de la lame in- férieure étant éventuellement muni d'une lame assurant la découpe par- tielle d'une autre paroi du produit cylindrique creux. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention appa- raitront au cours de la description suivante, en relation avec les fi- gures 1 à 7 qui représentent un mode particulier de réalisation d'un dispositif selon l'invention, pour la découpe d'une coquille. La figure 1 est une vue schématique de face représentant la position du dispositif de découpe à l'intérieur d'une coquille, La figure 2 est une vue de face d'un outil de découpe selon l'inven- tion, 30. La figure 3 montre les découpes telles qu'elles apparaissent dans une coquille vue suivant son axe, La figure 4 représente une vue agrandie de la lame supplémentaire de découpe tangentielle de la figure 1, La figure 5 est une vue suivant D de la figure 4, 35. La figure 6 est une vue partielle selon C de la figure 2, La figure 7 est une coupe selon la ligne A.A de la figure 2. La figure 1 permet de comprendre comment est mis en oeuvre le procédé de découpe selon l'invention. On a représenté l'outil de décou- pe proprement dit 1 composé de deux lames 2 et 3, la lame 2 étant fixée 6 2567791 sur un porte-lame 4 relié à un support de lame non représenté et la la- me 3 sur un porte-lame 5. Dans ce mode de réalisation, le mouvement re- latif de la coquille 6 à découper, par rapport à l'outil de découpe, est obtenu en mettant en mouvement la coquille 6 dans le sens de son axe longitudinal 7 et dans la direction indiquée par la flèche F, à l'aide de moyens non représentés et en laissant l'outil de découpe fixe. Les deux lames 2 et 3 sont séparées par un plan de jonction P. Par des moyens appropriés non représentés, les lames et leurs supports sont rendus mobiles dans un plan vertical de façon à régler la position de l'outil de découpe en fonction de la position de l'épaisseur de la pa- roi à découper. La coquille 6 est découpée suivant deux de ses parois, 8 et 9, dont l'épaisseur est désignée par e. De préférence, on fait en sorte que le plan de jonction P se trouve approximativement au milieu e/2 de la paroi 8, pour que la découpe tangentielle soit centrée au milieu de la paroi. Selon la figure, on adjoint au porte-lame 5, à l'arrière de la lame 2, une lame 10 servant pour la découpe partielle rectiligne 21 (figure 3) de la paroi 9. Le procédé selon l'invention concerne essentiellement la dé- coupe de la paroi 8, c'est pourquoi l'outil composé des deux lames 2 et 3 sera décrit plus précisément. Les lames 2 et 3, ainsi que la lame 10, comportent essentiellement une partie tranchante, respectivement 11, 12, 13, avec un bord effilé 14, 15, 16. La. figure 2 représente l'outil de découpe 1 proprement dit. On retrouve les lames 2 et 3 avec leurs parties tranchantes 11 et 12, et séparées par le plan de jonction P. Une lame supplémentaire 17 est fixée au plan de jonction P. Cette lame qui sera désignée ultérieure- ment sous le nom d'éperon comprend une partie plane 18 (comme cela ap- parait clairement figures 4 et 5) dont l'extrémité coupante 19 produit la découpe tangentielle 20. De part et d'autre de la partie plane 18, on trouve deux ailerons 22, 23 l'un 22 au-dessus du plan de l'Vépéron, l'autre 23 en-dessous. Lesdits ailerons ont une section triangulaire commne cela apparaît aux figures 4 et 6. Ils présentent une partie tranchante, respectivement 24, 25 dont le bord, respectivement 26, 27 est effilé pour permettre une pénétration plus rapide dans la matière à découper. C'est la présence desdits ailerons qui permet, à partir de la découpe 20, d'amorcer, simultanément à l'action de la lame 2 par l'extérieur de la paroi 8 de la coquille et de la lame 3 par l'inté- rieur de la paroi 8, une découpe radiale à partir du milieu de l'épais- 7 2567791 seur e de la paroi 8 pour la formation des découpes 28 et 29. Avantageusement, pour que l'équilibre des contraintes a l'intérieur de la structure fibreuse soit réalisé de façon optimale au moment de la découpe, on fait en sorte que l'outil de découpe présente une totale symétrie de part et d'autre du plan de jonction P des lames 2 et 3. L'angle défini par le bord 14 de la lame 2 et le bord 26 de l'aileron 22 est égal à l'angle défini par le bord 27 de l'aileron 23 et le bord 15 de la lame 3, les bords 14 et 27 d'une part, 15 et 26 d'autre part étant respectivement parallèles. Grâce à ces moyens, on obtient un équilibrage des forces de part et d'autre du plan de jonction P, en chaque point de l'épaisseur de la paroi découpée à par- tir de la découpe tangentielle 20. Avantageusement, on donne une valeur comprise entre 30 et 50 degrés à l'angle définit par le bord 14 de la lame 2 et le bord 15 de la lame 3, et de préférence aux environs de 40 degrés. L'angle définit par le bord 14 de la lame 2 et le bord 26 de l'aileron 22 d'une part, et par le bord 27 de l'aileron 23 et le bord 15 de la lame 3, d'autre part, est compris entre 15 et 25 degrés, et de préférence aux environs de 20 degrés. La dimension des outils utilisés est de préférence modifiée suivant l'épaisseur des parois à découper et le diamétre intérieur des produits. Grâce à l'invention, on peut procéder a des découpes pour des épaisseurs de parois comprises entre 20 et 150 nmmn environ, et des dia- mètres intérieurs compris entre 50 et 350 mm environ. Tout le disposi- tif demeure inchangé, on détache simplement l'outil des porte-lames et on le remplace par un autre. REVENDICATIONS 1. Procédé de formation d'une fente longitudinale profilée en forme de marche dans un produit tubulaire fibreux, notamment une co- quille cylindrique à base de fibres dans lesquelles est réparti un liant polymérisé, caractérisé en ce que simultanément on découpe par- tiellement la paroi du produit, d'une part depuis l'intérieur, d'autre part depuis l'extérieur dans une direction radiale de façon a produire deux découpes quasiment parallèles et légèrement décalées l'une par rapport à l'autre, chacune desdites découpes définissant une extrémité interne dans l'épaisseur de la paroi, et on réalise une découpe supplé- mentaire dans l'épaisseur de la paroi dans une direction essentielle- ment perpendiculaire à celle du plan de découpe radiale, de sorte que l'extrémité interne des découpes radiales viennent rencontrer la décou- pe supplémentaire. 2. Procédé de formation d'une fente longitudinale profilée en forme de marche dans un produit tubulaire fibreux, notamment une co- quille cylindrique à base de fibres dans lesquelles est réparti un liant polymérisé, selon lequel on crée un mouvement relatif entre ledit produit et un outil de découpe composé de deux lames principales dispo- sées dans deux plans essentiellement parallèles situés à une faible distance l'un de l'autre, lesdites lames étant agencées de façon i pro- duire dans la paroi du produit, dans une direction radiale, une découpe depuis l'intérieur et une depuis l'extérieur, et d'une lame supplémen- taire située dans un plan sensiblement perpendiculaire au plan desdites lames principales et agencée de façon à produire une découpe essentiel- lement perpendiculaire aux précédentes. 3. Procédé selon la revendication 1 dans lequel on amorce à partir de l'épaisseur de la paroi, simultanément aux découpes précédem- ment définies, deux découpes radiales supplémentaires, l'une dirigée vers l'extérieur de la coquille et venant à la rencontre de la découpe amorcée depuis l'extérieur de la paroi, l'autre dirigée vers l'inté- rieur de la coquille et venant i la rencontre de la découpe amorcée de- puis l'intérieur de la paroi. 4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3 dans lequel on règle la position relative du produit et de la lame supplémentaire réglée de façon à ce que ladite lame se trouve dans l'épaisseur de la paroi à découper. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que ladite lame se trouve au milieu de l'épaisseur de la paroi. 6. Procédé de découpe suivant une ligne en forme de marche, d'une paroi d'un produit cylindrique fibreux, notamment une coquille cylindrique à base de fibres dans lesquelles est réparti un liant polymérisé, selon lequel tout au long de l'opération on réalise une parfaite symétrie des efforts s'exerçant sur la paroi. 7. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend un outil de découpe composé de deux lames (2, 3) présentant une partie tranchante (11, 12), disposées dans deux plans essentiellement parallèles situés à faible distance l'un de l'autre, lesdites lames étant assemblées entre elles, de façon à définir un plan de jonction (P), ledit plan de jonc- tion se trouvant dans l'épaisseur de la paroi à découper, et d'une lame supplémentaire ou éperon (17) située dans le prolongement dudit plan (P), et des moyens pour créer un mouvement relatif entre le produit et l'outil de découpe. 8. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que les lames (2, 3, 17) présentent une partie tranchante respectivement (11, 12, 18) dont les bords, respectivement (14, 15, 19) sont effilés. 9. Dispositif selon l'une des revendications 6 ou 7, pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 4 ou 5, carac- térisé en ce qu'on adjoint à l'éperon (17) deux ailerons (22, 23) l'un (22) au-dessus du plan de l'éperon (17), l'autre (23) au-dessous. 10. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que lesdits ailerons (22, 23) ont une section triangulaire, et une partie tranchante respectivement (24, 25) terminée par un bord effilé, respec- tivement (26, 27). 11. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'angle défini par le bord (14) de la lame (2) et le bord (27) de l'ai- leron (23) est égal à l'angle défini par le bord (26) de l'aileron (22) et le bord (15) de la lame (3). 12. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que ledit angle est égal à 20 degrés environ. 13. Dispositif selon l'une des revendications 7 à 12, caractérisé en ce que l'angle défini par le bord 14 de la lame 2 et le bord 15 de la lame 3 est égal à 40 degrés environ.