Brevet FR2658752A2 — publié le 19910830

FR 2658752 A2 19910830 FR 9002345 A 19900226 Le brevet français No 86-05216 principal révèle un dispositif pour produire par extrusion une plaque alvéolaire dans laquelle les alvéoles sont traversants et sont sensiblement perpendiculaires à la direction d'extrusion. Ce dispositif comporte une filière dont l'orifice de sortie est une fente en ligne brisée formant une frise rectiligne balayée transversalement par une fenêtre, moins large que la frise, qui définit l'épaisseur de la paroi, l'épaisseur des cloisons des alvéoles étant déterminée par la largeur de la fente. Les alvéoles obtenus sont soit en forme de tronc de pyramides soit en forme de polyèdre à base hexagonale. Les applications de ces parois sont nombreuses et la matière extrudable permettant de les réaliser peut être très variée (polymères, céramiques, terres crues, mélange ciment-fibres, métaux légers...). La présente invention est un prolongement de ce brevet de base et concerne plus précisément des variantes de la filière grâce auxquelles on peut donner à la paroi alvéolaire extrudée des caractéristiques supplémentaires. Elle concerne également un dispositif d'extrusion équipé de ces variantes et comportant un masque de caractéristiques particulières grâce auquel on obtient d'autres géométries de cellules et des parois de caractéristiques différentes. Ainsi l'une des variantes de filières objet de la présente invention, pour l'extrusion d'une paroi alvéolaire à l'aide du dispositif selon le brevet principal, est telle que, l'ouverture de sortie du produit en forme de ligne brisée comporte deux lignes brisées, superposées dans le sens de déplacement du masque, les sommets inférieurs de la ligne supérieure étant confondus avec les sommets supérieurs de la ligne inférieure. Ces segments peuvent être rectilignes ou curvilignes. Dans une seconde variante, ces lignes brisées superposées possèdent des prolongations à chaque sommet libre. Selon la largeur de la fenêtre du masque qui balaie ces filières, on obtient différentes structures de parois alvéolaires. Dans une troisième variante, la filière est sensiblement identique à celle du brevet principal à l'exception des segments de fentes implantés aux sommets de la ligne brisée, qui sont de section en U, dont le fond est situé à leur extrémité la plus extérieure. Les cellules ainsi constituées sont communiquantes entre elles dans la direction de l'extrusion par les passages ménagés dans les segments. Transversalement, ces cellules sont reliées par des pontets qui peuvent constituer des points d'articulation d'une portion de paroi à la portion adjacente. Une quatrième variante de filière consiste à adjoindre à la filière révélée par le brevet principal, une série de segments de fente parallèles les unes aux autres qui permettront la formation dans le produit extrudé d'une multitude de cloisons parallèles s'étendant dans la direction d'extrusion. La paroi comportera ainsi une surface importante qui peut être utile dans des applications du genre échange thermique ou chimique entre un fluide traversant les alvéoles et les cloisons de celles-ci. Enfin, on mentionnera une dernière variante du dispositif selon le brevet principal, qui comporte une filière de même forme que celle décrite dans le brevet principal, et un masque avec une fenêtre qui comporte le long de ses bords au moins une dent située dans l'alignement du segment de fente correspondant de la filière. Cette disposition permet d'extruder une paroi creuse, sorte de micro-cellule entre les cellules principales. D'autres formes de filières peuvent être adoptées et les exemples de réalisation donnés ci-après permettront d'illustrer l'invention de manière non limitative et d'en faire ressortir les avantages et les caractéristiques secondaires. Il sera fait référence aux dessins annexés dans lesquels - les figures I à 5 sont des représentations vues de face de dessins particuliers de filières, - la figure 6 illustrant un dispositif comportant une ouverture particulière dans le masque. les figures 7 à 10 sont des couples de schéma de cellules et de dispositifs d'extrusion correspondants. La fente 1 qui forme l'ouverture de sortie du produit est une double ligne brisée à segments rectilignes qui se croisent par leur milieu. Les parties de filières 2, situées à l'intérieur de la fente, sont maintenues fixes par des moyens connus et non représentés qui sont logés à l'intérieur de la machine du côté de la chambre d'arrivée du produit. Cette frise peut être balayée par deux types de masque se distinguant l'un de l'autre par la largeur de leur fenêtre. La fenêtre 3 a ses bords 3a et 3b séparés d'une distance dl supérieure à la moitié de la hauteur totale H de la frise. De préférence, elle sera égale à cette demi-hauteur augmentée de la valeur e de la largeur de la fente, pour que le point de croisement 5 des segments de fente reste toujours dévouvert lors du mouvement alternatif du masque qui est bien entendu de course limitée à H dl.On produit dans ce cas une paroi qui comporte des lignes d'alvéoles pyramidales, à base de quadrilatère, qui sont tête-bêche et non traversantes, le fond (ou le sommet) de chacune d'elle étant constitué par le croisement 5 au moment de chaque point d'inversion du mouvement du masque, qui transversalement sont reliées par des points de jonction hauts et bas, correspondant à l'extrusion de la matière lorsque les sommets 7 et 8 sont découverts par le masque. La fenêtre 4 a ses bords 4a et 4b plus rapprochés, distants l'un de l'autre d'une valeur d2 inférieure à H/2. La structure extrudée, lorsque cette fenêtre est animée d'un mouvement alternatif symétrique par rapport à l'axe longitudinal de la frise d'une amplitude égale à H - d2, forme des cloisons qui sont inclinées l'une vers l'autre tantôt vers le haut, tantôt vers le bas, s'éloignant et se rapprochant l'une de l'autre pour être reliées par des points alternativement haut et bas, dans le sens d'extrusion, correspondant à l'extrusion des sommets 7 et 8 de la frise lorsque ceux-ci sont découverts par le masque. Il ne s'agit plus alors vraiment de cellules mais d'une structure qui, insérée entre deux peaux comporte des canaux dans le sens de l'extrusion délimités par des cloisons d'arc-boutement reliant les deux peaux. Si on implante des segments 9 et 10 aux points 7 et 8, et que l'on augmente la course de balayage pour découvrir partiellement ces segments 9 et 10, on renforce la liaison entre les cloisons extrudées. En effet, on extrude une portion de cloison longitudinale, tout en conservant la communication transversale entre les cellules. La section de communication entre les cellules est plus faible que dans le cas précédent. Si enfin la distance d2 est inférieure à la hauteur h des segments 9 et 10 et si la course du masque est égale à H + 2h - d2, alors on forme des cellules non communiquantes entre elles dans le sens de l'extrusion. Dans le cas des figures 2A et 3, on obtient le même type de produit extrudé que dans le cas de la figure 1. Les différences résident dans la forme des cellules qui n'ont plus de base polygonale rectiligne mais de contour curviligne et dans le caractère gauche des cloisons de ces cellules ou alvéoles, parce que les segments rectilignes de la fente 1 sont devenus des arcs de cercle en raccordement tangents 11a, 11b, 12, au lieu des sommets 7, 8 et des points de croisement 5 (figure 2A) ou en raccordement tangent 12 pour les points de croisement et en raccordement à points de rebroussement 11c, Ild, pour les sommets extérieurs (figure 3). Dans une variante de la figure 2A les points de croisement 12 peuvent être remplacés par des segments rectilignes parallèles, la paroi extrudée ayant ainsi des cellules plus longues dans le sens d'extrusion que dans le cas de la figure 2A (toutes choses étant égales par ailleurs). Pour ce qui concerne la figure 3 on notera qu'un masque possédant une fenêtre 6 répondant à la définition de celle 3 de la figure 1, permettra l'extrusion d'une paroi qui possèdera des rangées de cellules borgnes alternativement inversées dans le sens de l'extrusion, reliées par des points hauts et des points bas. La figure 2B est encore une variante de la figure 1 puisque la fente 13 de sortie du produit forme une frise qui comporte des parties de filière 14 (comme celles 2 de la figure 1) internes à la fente. Une fenêtre de largeur d3 égale à la demi-hauteur de la frise, c'est à dire au rayon extérieur de chaque demi-cercle, balayant cette ouverture produit une structure dans laquelle des sortes de nacelles successives dans le sens d'extrusion sont maintenues entre des cloisons verticales qui se rejoignent à leur base entre chaque nacelle. La figure 4 est un dessin de filière directement dérivé de la filière représentée au brevet principal dans laquelle la fente 15 de sortie du produit possède, à la place des segments implantés aux sommets de la ligne brisée, des parties de liaison 16 en U. De cette manière, il est possible d'extruder avec un masque dont la fenêtre 17 est de largeur inférieure à la hauteur de la frise, une structure formée par un réseau de cloisons tantôt oblique vers le haut et sur la direction d'extrusion puis vers le bas et encore sur la direction d'extrusion mais dans l'autre sens suivies de portions de cloisons verticales et orientées dans cette direction d'extrusion qui sont très voisines l'une de l'autre par paires et qui sont reliées tantôt par un pontet supérieur tantôt par un pontet inférieur correspondant à l'extrusion des zones 18 et 19 de la fente 15. Dans une variante, ces parties de liaison en U peuvent ne remplacer que certains des segments de fente. On crée ainsi des zones de liaison faible entre portions de paroi qui peuvent jouer le rôle de charnières ou de zone de prérupture. La figure 5 illustre une disposition de l'invention qui associe une ouverture 20 de filière semblable à celle décrite dans le brevet principal et une fenêtre de masque 21 qui possède des dents 22, 23 disposées au droit des segments de fente 24 implantés aux sommets de la ligne brisée 20 de manière à masquer progressivement et partiellement ces segments au voisinage des points de rebroussement de la course C du masque devant la filière. La structure extrudée est tout à fait semblable à la paroi alvéolaire obtenue dans le brevet principal. Les cloisons verticales des cellules sont dans ce cas creuses et constituent en elles-mêmes des micro-cellules non traversantes ouvertes vers le haut ou vers le bas. Cette disposition peut être intéressante pour diminuer la raideur de la paroi dans le sens de l'extrusion et permettre une certaine courbure longitudinale de celle-ci, les cloisons de la micro-cellule pouvant sous l'effet de cette courbure s'évaser. La figure 6 représente l'ouverture d'une filière qui comporte, en plus de la frise 25 de la filière du brevet principal, une pluralité de segments parallèles 26 (et/ou 26a ou 26b) qui permettront la formation dans la paroi extrudée d'un nombre équivalent de cloisons parallèles s'étendant longitudinalement au travers des cellules. On dispose ainsi d'une structure cellulaire présentant une surface importante qui peut être utilisée pour augmenter les échanges entre la paroi et la circulation d'un fluide transversalement à la paroi. D'autres motifs pour l'ouver- ture de la filière sont possibles, notamment en augmentant le nombre des segments formant ligne brisée comme le suggèrent les lignes 27 en trait mixte. Le produit extrudé comporte alors des cellules en intersection décalées transversalement les unes par rapport aux autres leurs cloisons espacées formant un chicanage complexe pour, par exemple, une circulation transverse de fluide. Sur cette figure, on a également représenté, vus en section dans les segments de la fente 26, s'étendant sur toute la hauteur de la frise, des fils 28 qui peuvent etre tirés en meme temps que l'extrusion du produit au travers de la fenetre du masque. Ces fils, ou des rubans, peuvent constituer une armature de certaines au moins des cloisons formées par les segments de fente 26, ou être des conducteurs chauffants noyés dans ces cloisons. Selon la contrainte en traction que l'on peut imposer à ces fils, on crée une précontrainte longitudinale dans la paroi extrudée. En revenant à la figure 2A, on remarquera que la portion de filière 30 située à l'intérieur de la fente en cercle îîa, Ilb, 12, est pourvue d'une ouverture 31 qui n'est pas alimentée en produit d'extrusion mais qui sert de guide pour le passage d'un ou plusieurs fils 32. Cette ouverture ne communique pas avec la fente d'extrusion et permet au fil de se déplacer verticalement entrai- né par les bords de la fenêtre du masque. Ces fils seront également tirés en même temps que le produit est extrudé et seront ainsi logés dans les cellules communiquantes. Ils peuvent constituer des conduits électriques voire, s'ils sont creux, des canaux. L'invention n'est pas limitée aux exemples qui viennent d'en etre donnés. Au contraire, elle couvre toutes les combinaisons possibles des formes de filières entre elles. En outre elle s'étend à toute ouverture en forme de fente réalisée selon n'importe quel motif ou entrelac régulier réalisé dans une paroi de filière, sous forme de frise ou même de surface devant laquelle un masque pourvu d'une fenêtre est animé d'un mouvement alternatif de balayage. Une des premières variantes est la constitution d'une frise circulaire devant laquelle est déplacé radialement un masque pourvu d'une ouverture en couronne. La paroi alvéolaire extrudée est alors tubulaire. Dans d'autres cas on peut prévoir une fenetre de forme quelconque par exemple en L ou en U pour extruder un profilé alvéolaire. Si la filière présente une ouverture composant un motif sur une surface autre qu'une frise, il est possible à partir de cette ouverture, de produire plusieurs types de parois en changeant de masque entre chaque type, chaque masque ayant une fenetre de contour différent et de surface, bien entendu, inférieure à la surface de la filière dans laquelle est logée le motif. Les figures 7 à 10 sont des exemples illustratifs de structures alvéolaires obtenues chacune avec la filière schématisée accompagnant chaque dessin. REVENDICATIONS 1. Filière pour l'extrusion d'une paroi alvéolaire à mettre en oeuvre dans le dispositif d'extrusion selon la revendication 1 du brevet principal, caractérisée en ce que l'ouverture de sortie du produit en forme de frise comporte deux lignes brisées, superposées dans le sens de déplacement du masque, les sommets inférieurs (5) de la ligne supérieure étant confondus avec les sommets supérieurs (5) de la ligne inférieure. 2. Filière selon la revendication 1 caractérisée en ce que chaque segment de ligne entre les sommets confondus (12) est sensiblement un arc de cercle. 3. Filière pour l'extrusion d'une paroi alvéolaire à mettre en oeuvre dans le dispositif d'extrusion selon la revendication 2 du brevet principal, caractérisée en ce que l'ouverture de sortie du produit en forme de frise comporte deux lignes brisées (1) enchevètrées au même niveau, décalées longitudinalement l'une par rapport à l'autre d'une valeur sensiblement égale à la distance séparant deux sommets inférieurs (7) et supérieurs (8) consécutifs d'une même ligne. 4. Filière pour l'extrusion d'une paroi alvéolaire à mettre en oeuvre dans le dispositif d'extrusion selon la revendication 2 du brevet principal, caractérisée en ce que l'ouverture de sortie du produit en forme de frise (25) comporte, en plus de la ligne brisée prolongée à chaque sommet par des segments de fentes, des segments de fente (26,26a,26b) parallèles régulièrement répartis le long et de part et d'autre de la ligne brisée et communiquant avec celle-ci. 5. Filière selon la revendication 4 caractérisée en ce que les segments de fente additionnels (26) constituent des ouvertures pour au moins un insert (28) en forme de fil ou de ruban tiré au travers de la filière en même temps que le produit extrudé. 6. Filière Lor l'extrusion d'une paroi alvéolaire à mettre en oeuvre dans le dispositif selon la reven- dication 2 du brevet principal caractérisée en ce que les segments de fentes implantés aux sommets de la ligne brisée sont de section en U (18,19) dont le fond est situé à leur extrémité la plus extérieure. 7. Filière selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisée en ce que certaines au moins des portions de filière entourées d'une fente en ligne fermée comportent une ouverture verticale (31) de guidage d'un ou plusieurs fils (32) tiré en meme temps que le produit est extrudé, à travers la fenêtre du masque, l'ouverture verticale étant isolée du produit extrudé et ne communiquant pas avec la fente. 8. Dispositif comportant une filière selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la largeur (dl) de l'ouverture du masque est au moins égale à la demi hauteur (H) de la frise augmentée de la largeur moyenne de la fente (e) et en ce que l'amplitude du mouvement est égale à la hauteur (H) de la frise diminuée de la largeur de l'ouverture (dl). 9. Dispositif comportant une filière selon 1 'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la largeur (d2) de l'ouverture du masque est inférieure à la demi hauteur de la frise, l'amplitude du mouvement étant égale à la hauteur (H) de la frise diminuée de la largeur de l'ouverture (d2). 10. Dispositif selon la revendication 2 du brevet principal caractérisé en ce qu'au moins un bord de la fenêtre du masque présente au moins une dent (22,23) située dans l'axe du segment de fente (24) correspondant de l'ouverture, la largeur de cette dent (22) étant inférieure à la largeur du segment (24) pour extruder ainsi une paroi creuse.