Brevet FR2770156A1 — publié le 19990430

Procédé et dispositif de réalisation d'une barre de couchage utilisable dans l'industrie papetière Dans l'industrie papetière, une matière de couchage est déposée sur le support papier afin de conférer au papier certaines propriétés telles que l'état de surface lisse et résistant. Deux organes de couchage principaux sont actuellement utilisés. Un des organes est constitué par des lames composites formant racle de contact pour étaler la matière de couchage en mouvement relatif par rapport à ladite lame. Un autre organe est constitué par des tiges ou barres de transfert de matière de couchage sur le support papier, lesdites tiges ou barres étant communément appelées rod(s) dans le secteur technique considéré. Les barres de couchage peuvent présenter en surface un aspect lisse ou cannelé. Lorsque les barres de couchage sont lisses, elles servent à essorer la matière de couchage lorsque cette dernière se trouve sur le cylindre de transfert avant que ladite matière de couchage ne soit transférée sur le support papier. Lorsque les barres de couchage sont cannelées, elles constituent un moyen de dosage et de transfert de la matière de couchage sur le support papier, en raison du fait que les barres de couchage passent dans un récipient de matière de couchage de manière à remplir les cannelures avec ladite matière de couchage avant de la transférer sur le support papier qui passe sur un cylindre. Ces différentes techniques sont bien connues des spécialistes. En ce qui concerne l'utilisation de barres de couchage, il y a de nombreux problèmes à résoudre. Un premier problème à résoudre concerne l'état de surface qui doit être tel que le transfert de la matière de couchage sur le papier doit se faire de manière contrôlée et homogène et ce, quel que soit le type de barre de couchage, lisse ou cannelé. Un deuxième problème concerne la fabrication de la barre de couchage. En effet, la tendance actuelle est d'utiliser des barres de couchage de plus en plus grandes, la longueur pouvant atteindre 10 mètres et davantage. Un troisième problème concerne la réalisation du revêtement sur la barre de couchage. Lorsque le revêtement est effectué par projection thermique, il est nécessaire d'entraîner la barre de couchage en rotation pendant toute l'opération de dépôt. Or, une des difficultés que l'on rencontre est la mise en vibration de la barre de couchage qui entraîne par exemple un rebondissement des particules qui est d'autant plus important que la vibration est élevée. Une des conséquences d'un tel rebondissement des particules projetées sur la barre de couchage est la formation d'un revêtement non uniforme sur toute la longueur de la barre de couchage. Une première solution préconisée par la présente invention est de maintenir la barre de couchage à ses deux extrémités sur un bâti et de la centrer par rapport aux mors dudit bâti. Lorsque la barre de couchage présente une grande longueur, il peut se produire un fléchissement au centre de la barre de couchage. Pour diminuer ce fléchissement, il est possible de mettre en oeuvre des techniques connues qui consistent à utiliser des cales régulièrement positionnées sur la longueur de la barre de couchage, les cales étant généralement constituées par des molettes qui sont constamment poussées par des vérins. Mais cela n'est pas satisfaisant. En effet, les molettes, par leur application sur la barre de couchage, produisent des marques ou empreintes sur ladite barre, de telles empreintes créant des défauts de surface lors du dépôt du revêtement. Plus on utilise des molettes de calage et plus il y a des empreintes sur la barre de couchage, les molettes étant séparées les unes des autres par une distance d'environ un mètre. I1 faut encore noter qu'il peut se produire un transfert de matière entre les molettes et la barre de couchage par frottement et usure de ladite barre ou desdites molettes pendant toute l'opération du dépôt du revêtement. De plus et toujours concernant un dépôt thermique du revêtement sur la barre de couchage, il est nécessaire de prendre en considération la dilatation de la barre de couchage, engendrée par l'élévation de la température au cours dudit dépôt, laquelle dilatation accentuant la flèche au centre de la barre de couchage puisque cette dernière est maintenue à ses deux extrémités sur le bâti. La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients précités et de proposer une nouvelle barre de couchage ainsi qu'un nouveau procédé de fabrication et un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé de fabrication de la barre de couchage. Un objet de la présente invention est un procédé de fabrication d'une barre de couchage, du type consistant à maintenir les deux extrémités de ladite barre sur des supports d'extrémité d'un bâti, une des extrémités étant maintenue fixe, et à entraîner en rotation ladite barre et qui est caractérisé en ce qu'il consiste en outre à tendre ladite barre pendant la projection d'un revêtement sur ladite barre, l'étirage de ladite barre correspondant à un allongement d'environ 0,2 à 0,001 % en statique. Selon une autre caractéristique de l'invention, la barre de couchage qui est revêtue est maintenue rectiligne pendant la projection dudit revêtement. Selon une autre caractéristique de l'invention, la barre de couchage est en matière ferromagnétique et, plus particulièrement, un acier au chrome. Selon une autre caractéristique, le dispositif de mise en oeuvre du procédé de fabrication de la barre de couchage est du type comprenant un bâti sur lequel est monté ladite barre de couchage, au moins un moteur entraînant en rotation de manière variable et ajustable ladite barre de couchage, des moyens de projection thermique d'un revêtement, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens de traction d'une extrémité de ladite barre, I'autre extrémité étant maintenue fixe, ladite traction étant effectuée pendant la rotation de ladite barre de couchage et pendant la projection thermique dudit revêtement. Le réglage simultané de la rotation et de la traction permet une stabilisation de la barre. Selon une autre caractéristique de la présente invention, le dispositif comprend des moyens de centrage et de maintien d'au moins une partie de la barre de couchage, lesdits moyens étant, par exemple, constitués par un palier pouvant être magnétique, à fluide ou mécanique. Un avantage de la présente invention réside dans le fait qu'on obtient une barre de couchage parfaitement stable et uniforme qui permet un essorage efficace de la matière de couchage avant son transfert sur le support papier lorsqu'elle est lisse. Dans le cas de barres cannelées, le dosage est mieux effectué du fait de la nature du revêtement. Dans tous les cas, la barre de couchage présente une durée de vie beaucoup plus importante ce qui réduit le nombre de changements et donc une réduction considérable du coût de la fabrication du papier couché. D'autres avantages et caractéristiques ressortiront mieux à la lecture de la description du procédé et dispositif selon l'invention pour la fabrication d'une barre de couchage, ainsi que des dessins annexés sur lesquels - la figure 1 est une représentation schématique d'un mode de réalisation du dispositif selon l'invention, - la figure 2 est une représentation schématique d'une vue de côté du dispositif de la figure 1, - la figure 3 est une représentation schématique d'une vue de face du dispositif de la figure 1, - la figure 4 est une représentation schématique de certaines parties mécaniques du dispositif de la figure 1. Le procédé de fabrication d'une barre de couchage 1 consiste à monter ladite barre à ses deux extrémités, une extrémité, par exemple l'extrémité 2, étant maintenue fixe sur un support 3, alors que l'autre extrémité 4 est montée sur un support mobile 5. Le support mobile 5 est déplacé de manière à tendre ladite barre de couchage 1, avec la force nécessaire à l'allongement souhaité, pendant la projection thermique d'un revêtement et pendant la rotation de ladite barre de couchage 1. La rotation de la barre de couchage 1 est assurée par un moteur à vitesse variable 6. La traction effectuée sur l'extrémité 4, par des moyens appropriés, comme ceux qui seront décrits ultérieurement, est telle que l'allongement de ladite barre de couchage corresponde à un allongement compris entre 0,2 et 0,001 %. De manière à réduire considérablement les vibrations de ladite barre 1 pendant la rotation, la barre est maintenue rectiligne dans la zone où est effectuée la projection thermique du revêtement, de manière à réaliser un revêtement uniforme dans ladite zone. Comme, par ailleurs, la barre de couchage 1 est parfaitement centrée pendant la projection thermique du revêtement en plus de son maintien rectiligne, on obtient une barre de couchage parfaitement homogène sur toute sa longueur et quelle que soit cette dernière. En effet, grâce au procédé selon l'invention, il est possible de fabriquer des barres de couchage présentant une longueur supérieure à 10 m par exemple et dotées d'un revêtement d'épaisseur constante et sans aucune marque. De plus, lorsque la traction cesse, par exemple, après que le revêtement est disposé sur toute la surface de la barre de couchage, il se produit une compression dudit revêtement, dans la direction opposée à la direction de traction. Cette compression du revêtement augmente sa dureté et diminue fortement le risque d'apparition de fissures. Un dispositif de mise en oeuvre du procédé qui vient d'être décrit est représenté sur les figures 1 à 4. Le dispositif comprend un bâti rigide 10 sur lequel sont montés un moteur à vitesse variable 6 d'entraînement en rotation de la barre de couchage 1, deux supports d'extrémité 3 et 5 dans lesquels sont disposés les extrémités 2 et 4 de ladite barre 1. Le dispositif comprend des moyens de projection thermique 11 d'une poudre qui, après projection sur la barre 1, constitue le revêtement. Les moyens de projection thermique 11 sont constitués par exemple par une torche plasma 12 qui est montée sur un chariot 13 qui est entraîné en translation sur le bâti 10, à l'aide d'un moteur non représenté, les moyens de déplacement pouvant, par exemple, être constitués par une courroie de transmission. Le support 3 reçoit l'extrémité 2 de la tige I et maintient fixe ladite extrémité 2. Les moyens pour serrer et immobiliser l'extrémité 2 peuvent être constitués par des mors, connus en soi. L'autre extrémité 4 de la barre 1 est montée dans le support 5 qui est solidaire d'une poutre 14 montée transversalement sur le bâti 10 et qui est solidaire à son tour de deux tiges 15 de deux vérins 16. Les vérins 16 sont alimentés en énergie hydraulique et/ou pneumatique de manière connue en soi et mettent en traction la barre 1, de sorte que cette dernière soit étirée, vers la droite sur la figure 4, et produisent une traction correspondant à un allongement de la barre d'environ 0,2 à 0,001 %. Le dispositif comprend également des moyens de maintien et de centrage de la barre 1, de manière à maintenir ladite barre rectiligne ou horizontale ou sensiblement horizontale pendant les diverses phases de projection thermique du revêtement, c'est-à-dire, aux diverses positions de la torche plasma 12 le long de ladite barre 1. Lorsqu'on utilise une barre 1 ferromagnétique, par exemple, dans un acier au chrome, ces moyens de maintien et de centrage peuvent être constitués par un palier magnétique 17 qui est traversé par la barre 1 et qui crée un champ magnétique suffisant pour éviter la mise en vibration et le fléchissement de la barre 1. Le palier magnétique 17 dont la structure est bien connue des spécialistes, est déplacé en même temps que la torche plasma 12 de façon que dans chaque zone de projection matérialisée par un rectangle 18 sur la figure 1, la barre 1 soit maintenue et centrée. D'autres dispositifs tels que des paliers à fluide ou des paliers mécaniques peuvent être utilisés avec succès. La torche plasma 12 comprend un injecteur de poudre 19 qui est alimenté en poudre à partir d'une source non représentée. La flamme 20 projette la poudre sur le substrat à revêtir, constitué dans le cas présent par la barre 1 entraînée en rotation. Pour éviter une projection de poudre à l'extérieur de la barre 1 ou à tout le moins dans des parties non souhaitées de la barre, le dispositif selon l'invention comprend un cache de protection réglable 21, en forme de cône ouvert au sommet, de manière à focaliser la projection uniquement sur la partie de la barre à revêtir. Afin d'éviter la dilatation de la barre 1 qui serait provoquée par la température de la flamme 20 au cours du dépôt de revêtement, il est prévu une ou plusieurs buses 22 qui pulvérisent du CO2 sur la barre, à l'opposé de la flamme et plus concrètement à la base du cache de protection 21. Lorsque la barre de couchage 1 est revêtue sur toute sa longueur, les vérins 16 sont relâchés de sorte que ladite barre se rétracte dans une direction opposée à la direction de traction, ladite rétraction provoquant une compression du revêtement qui améliore la cohésion dudit revêtement et qui évite la formation de fissures. Il est à noter que les effets conjugués du réglage en rotation et de la tension appliquée à la barre de couchage assurent à cette dernière une grande stabilité pendant l'opération de projection thermique. Le procédé et le dispositif selon l'invention peuvent être mis en oeuvre pour la fabrication de barres de couchage lisses ou cannelées. Dans le cas de barres cannelées, il est avantageux de réaliser des cannelures dont deux fonds de cannelures consécutifs sont séparés de 0,35 mm et dont le rayon de courbure est d'environ 0,06 mm. Les côtés latéraux de chaque cannelure sont, de préférence, inclinés à 45 , la hauteur de la cannelure étant de préférence égale à 0,11 mm. De telles cannelures avec un revêtement uniforme et homogène de la barre permettent un dosage plus précis de la matière de couchage sur le papier. Selon un mode préféré de l'invention, le revêtement est constitué par une céramique et les moyens de protection et de limitation (21) sont constitués par des caches latéraux et réglables, situés de part et d'autre de la barre de couchage (1). REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication d'une barre de couchage (1), du type consistant à maintenir les deux extrémités (2, 4) de ladite barre (1) sur des supports d'extrémité (3, 5) d'un bâti (10), une des extrémités (2) étant maintenue fixe, et à entraîner en rotation ladite barre, caractérisé en ce qu'il consiste en outre à étirer ladite barre (1) pendant la projection d'un revêtement sur ladite barre, l'étirage de ladite barre correspondant à un allongement d'environ 0,2 à 0,001 %. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie de la barre (1) qui est revêtue est maintenue rectiligne pendant la projection dudit revêtement. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la barre de couchage (1) est en matière ferromagnétique. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que la matière ferromagnétique est un acier au chrome. 5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le revêtement est une céramique. 6. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une tension est effectuée sur une extrémité (4) de ladite barre, l'autre extrémité (2) étant maintenue fixe. 7. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon les revendications 2 à 6, du type comprenant un bâti (10) sur lequel est monté ladite barre de couchage (1), au moins un moteur (6) entraînant en rotation ladite barre de couchage, des moyens (12, 19) de projection thermique d'un revêtement, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens de traction (15, 16) d'une extrémité (4) de ladite barre, l'autre extrémité (2) étant maintenue fixe, ladite traction étant effectuée pendant la rotation de ladite barre de couchage et pendant la projection thermique dudit revêtement. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens de centrage et de maintien (17) d'au moins une partie de la barre de couchage. 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que les moyens de centrage et de maintien (17) sont constitués par un palier magnétique (17), à fluide ou mécanique. 10. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens de protection et de limitation (21) de la zone de la barre de couchage sur laquelle est projeté le revêtement. 11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que les moyens de protection et de limitation (21) sont constitués par des caches latéraux inclinés et réglables et situés de part et d'autre de la barre de couchage (1). 12. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens de refroidissement (22), lesdits moyens de refroidissement étant disposés à l'opposé du côté de la barre soumise à la projection thermique. 13. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que les moyens de refroidissement (22) sont constitués par des buses de pulvérisation de CO2. 14. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que les moyens de traction sont constitués par des vérins (16) montés sur le bâti. 15. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un chariot (13) mobile parallèlement à la direction longitudinale de la barre de traction, les moyens de projection (12), constitués de manière connue par une torche plasma de projection de poudres, étant montés sur ledit chariot.