Brevet FR2784701A3 — publié le 20000421

FR 2784701 A3 20000421 FR 9912635 A 19991011 Elément de fixation d'éléments de construction en forme de plaque L'invention concerne un élément de fixation pour l'accouplement d'éléments de construction en forme de plaque, lequel élément de fixation comprend une partie de tête (1) pour le soutien des éléments de construction en forme de plaque, une partie de pied (3) pour l'accouplement de l'élément de fixation à une structure de soutien et une partie de liaison (2) s'étendant entre la partie de tête et la partie de pied. Un tel élément de fixation est connu du brevet néerlandais NL- 190292 et sert à fixer des éléments de construction en forme de plaque ayant des bords rabattus dont les extrémités libres sont repliées en bords de raccordement, à une structure de soutien ou une base sous- jacente telle que par exemple des poutrelles de soutien, des supports en T ou des éléments de construction similaires faits par exemple en bois, en acier en aluminium ou en béton. L'élément de fixation connu est réalisé en une seule pièce et peut être relié à la base sous-jacente à l'aide d'un moyen de raccordement. Un autre élément de fixation est décrit dans la demande de brevet néerlandais NL- 1006110 non encore publiée, et comprend en outre un élément de soutien permettant un mouvement relatif de l'élément de fixation par rapport à la base sous-jacente. Un inconvénient de ces éléments de fixation réside dans le fait qu'actuellement, les éléments de construction en forme de plaque peuvent glisser sur la partie de tête sous l'effet d'une expansion thermique cyclique ce qui peut engendrer des bruits désagréables lorsque les parties glissent l'une sur l'autre. La présente invention a pour but de fournir un élément de fixation dans lequel ce problème est partiellement résolu. Pour atteindre ce but, l'élément de fixation selon la présente invention est caractérisé par le fait que la partie de tête est pourvue d'un revêtement solide comprenant un revêtement en une poudre organique. Selon la présente invention, il a été trouvé que l'application d'un revêtement solide comprenant un revêtement en une poudre organique réduisait le coefficient de friction, ce qui se traduisait par une diminution significative des bruits désagréables lorsque les parties glissaient l'une sur l'autre. Un tel revêtement conservera en outre ses propriétés essentielles pendant toute la durée de vie de la toiture, indépendamment de la température et de l'humidité de l'atmosphère. Un autre avantage réside dans le fait qu'un moindre frottement entre la partie de tête et les éléments de construction en forme de plaque réduit la contrainte mécanique qui s'exerce sur la partie de raccordement avec la base. Un revêtement à base d'une pâte, par exemple à base d'une huile, d'une cire ou d'une matière grasse, est également possible mais ces revêtements ont tendance à dessécher avec le temps ce qui se traduit par une diminution de l'effet lubrifiant. Par ailleurs, une fois que les éléments de construction en forme de plaque sont fixés, l'élément de fixation n'est plus facilement accessible pour l'application d'une couche fraîche d'une huile, d'une cire ou d'une matière grasse. Des revêtements organiques appropriés pouvant être appliqués sous forme d'une poudre en une seule couche ou en plusieurs couches, englobent un revêtement en polyester réticulé avec une résine époxyde. Ces revêtements organiques combinent un faible coefficient de friction avec d'excellentes propriétés de lubrification qui sont dans une large mesure responsables de la réduction du bruit lorsque les parties glissent l'une par rapport à l'autre sous l'effet d'une expansion thermique cyclique, et qui contribuent en outre à une réduction des points thermiques faibles entre les éléments de construction en forme de plaque et la base sous- jacente. On a constaté par ailleurs que ce type de revêtement lorsqu'il était appliqué sur un élément de fixation en aluminium du type indiqué, avait une durée de vie très longue. Ce type de revêtement en poudre organique peut en outre être appliqué sur des éléments de fixation du type indiqué à l'échelle industrielle et de manière rentable. D'autres revêtements organiques appropriés que l'on peut appliquer sous forme de poudres en une seule couche ou en plusieurs couches sont par exemple en une résine fluorocarbonée telle que le poly(tétrafluoroéthylène) (PTFE), un copolymère de tétrafluoroéthylène et d'hexafluoropropylène (FEP) ou un copolymère de tétrafluoroéthylène et d'éthylène (ETFE). Ces revêtements en une poudre organique combinent un faible coefficient de friction avec d'excellentes propriétés de lubrification. Dans un mode de réalisation de l'élément de fixation selon la présente invention, l'élément de fixation est en matière plastique et la partie de tête est au moins partiellement entourée d'une coiffe. Dans ce mode de réalisation, on combine l'absence de points thermiques faibles entre les éléments de construction en forme de plaque et la base sous- jacente grace à l'utilisation d'un élément de fixation en plastique, et les avantages liés au revêtement solide décrits ci-dessus. Dans un autre mode de réalisation, la coiffe comprend un revêtement déposé par anodisation dure et/ou un revêtement en une poudre organique. L'invention concerne en outre l'utilisation de polytétrafluoroéthylène (PTFE) pour former une couche de revêtement sur un élément de fixation pour l'accouplement d'éléments de construction en forme de plaque décrits ci-dessus. L'invention a également pour objet l'utilisation d'un polyester réticulé par une résine époxyde pour former une couche de revêtement sur un élément de fixation pour l'accouplement d'éléments de construction en forme de plaque décrits ci-dessus. La présente invention est maintenant illustrée par plusieurs dessins et exemples non limitatifs dans lesquels: la Fig. 1 montre un élément de fixation selon l'état de la technique, représenté en coopération avec des éléments de construction en forme de plaque à bords rabattus et dont les extrémités libres sont repliées en bords de raccordement, et la Figure 2 montre un élément de fixation décrit dans la demande de brevet néerlandais NL-1006110, non encore publiée. La Figure 1 montre schématiquement un élément de fixation de l'état de la technique, réalisé en une seule pièce, constitué d'une partie de tête symétrique (1), d'une partie de liaison (2) et d'une partie de pied (3) pour l'accouplement à la structure de soutien ou à la base sous-jacente, l'élément de fixation coopérant avec des éléments de construction (5) en forme de plaque. La Figure 2 montre schématiquement un élément de fixation avec une partie de pied (3) ayant une section transversale essentiellement circulaire. La partie de pied symétrique peut être raccordée à un élément de soutien (4) qui comporte un logement ouvert continue en forme de canal. Cette partie de pied permet à l'élément de fixation, en plus d'un déplacement libre dans la direction longitudinale, d'effectuer une faible rotation. Dans des essais à l'échelle du laboratoire, on a appliqué quatre types de poudres organiques par dépôt électrostatique sur la partie de tête d'un élément de fixation en aluminium réalisé en une seule pièce, tel qu'il est représenté dans la Figure 1, et on les a utilisés pour des essais d'usure. Les surfaces d'aluminium n'ont pas été prétraitées avant l'application du revêtement. Les quatre types de poudres organiques utilisés étaient: Type A revêtement en polyester réticulé avec une résine époxy (essai sur quatre éprouvettes) Type B revêtement en polyester (essai sur quatre éprouvettes) Type C revêtement en polyester saturé carboxylé (essai sur une seule éprouvette) Type D revêtement en polyester saturé hydroxyl1 (essai sur une seule éprouvette) Les quatre éprouvettes 1 à 4 testées portaient des revêtements de type A ayant respectivement des épaisseurs de 108, 81, 57 et 1 13 microns. L'épaisseur des revêtements de type B était comprise entre 70 et 75 microns, le revêtement de type C avait une épaisseur de 75 microns et le revêtement de type D une épaisseur de 90 microns. La poudre utilisée pour le revêtement de type A a une masse volumique de 1,5 + 0,2 kg/dm3 (dépend de la couleur), un temps de gel de 3 - 5 minutes à 180 C, un temps de cuisson dans un four à mouffles d'au plus égal à 20 minutes à 180 C, une élasticité de 7 sur l'échelle d'Erichsen et au plus 3 % de résidus de tamisage (calibre du tamis: 0,102 mm). Les essais d'usure ont été réalisés à température ambiante sur un tribomètre Sinus, avec deux types de contre-matériau, c'est-à-dire une plaque en aluminium ayant une surface lisse et une plaque en aluminium gaufrée. On a utilisé une surface gaufrée car il existe dans le commerce des éléments de construction en aluminium en forme de plaque à surface gaufrée. Pour ces essais on n'a utilisé aucun lubrifiant. La charge, la fréquence et la vitesse d'accompagnement ont été choisies de manière à ce que les paramètres de l'essai correspondent le plus possible à ceux des conditions rencontrées dans la pratique réelle. La durée de vie d'un revêtement a été définie comme le temps qui s'écoule jusqu'à ce que le niveau de friction dans le système profilé revêtu/plaque d'aluminium varie brusquement pour atteindre celui des profilés sans revêtement. La durée des essais avec une contre-surface en aluminium lisse était de 4 heures, tandis que les essais avec la contre-surface en aluminium gaufrée duraient minutes. La vitesse d'usure caractéristique k (en mm3/Nm) a été calculée à l'aide de l'équation k = V/(F.s) dans laquelle V est le volume usé (en mm3), F est la charge d'usure (en N) et s est la distance de glissement (en m). On a évalué par ailleurs visuellement la présence de rayures larges dans le revêtement à la fin de l'essai. Les paramètres de l'essai étaient les suivants charge d'usure: 2,5 kg fréquence: 0,1 Hz vitesse moyenne de glissement: 9,2 m/s vitesse maximale de glissement 14,5 m/s température de la contre-surface 32 C largeur du profilé: 16 mm rayon du profilé: 3 mm coups d'essai: 46 mm distance d'essai: 132,5 mm On a constaté que le coefficient de friction, fs de tous les revêtements utilisés était compris entre 0,2 et 0,5, tandis qu'un élément de fixation en aluminium ne portant pas de revêtement avait un coefficient de friction compris entre 0,8 et 1,0 lors d'un essai avec une contre-surface en aluminium. Les résultats des essais d'usure sont présentés dans le Tableau 1. On a trouvé en outre que les revêtements de type C et D en particulier, contrairement aux revêtements de type A, présentaient une quantité significative de craquelures et de rayures dans la couche de revêtement lorsqu'on les a testé contre une plaque en aluminium à surface lisse. Ces résultats montrent que la durée de vie des revêtements appliqués sur un élément de fixation en aluminium dépend dans une très large mesure du type de revêtement utilisé, tandis que les coefficients de friction de tous les revêtements testés étaient du même ordre de grandeur. On a trouvé que des revêtements de type A avaient une longue durée de vie lors d'essais avec une contre-surface lisse et gaufrée, tandis que des revêtements de type D avaient une durée de vie relativement longue seulement lors d'essais utilisant une contre-surface en aluminium lisse. Des revêtements de type B et C donnaient des mauvais résultats en particulier lorsqu'on les a testé avec une contre-surface gaufrée. Tableau 1 plaque d'AI à surface lisse plaque d'Al à surface gaufrée revêtement durée de vie k durée de vie [x103 s] [xlO- 5mmrn3/Nm] [x 103 s] A-1 > 14,4 1,1 > 0,6 A-2 > 14,4 5,7 > 0,6 A-3 > 14,4 4,8 > 0,6 A-4 > 14,4 2,5 > 0,6 B-1 5 0,01 B-2 > 14,4 0,8 0,05 B-3 5 0,05 B-4 9 0,05 C > 14,4 1,4 0,6 D > 14,4 1,5 0,04 REVENDICATIONS 1. Elément de fixation pour l'accouplement d'éléments de construction en forme de plaque, lequel élément de fixation comprend une partie de tête (1) pour le soutien des éléments de construction en forme de plaque, une partie de pied (3) pour l'accouplement de l'élément de fixation à une structure de soutien et une partie de liaison (2) s'étendant entre la partie de tête et la partie de pied, caractérisé par le fait que la partie de tête est pourvue d'un revêtement solide comprenant un revêtement en une poudre organique. 2. Elément de fixation selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le revêtement en une poudre organique comprend un revêtement en polyester réticulé par une résine époxyde. 3. Elément de fixation selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'élément de fixation est en plastique et que la partie de tête est au moins en partie entourée d'une coiffe. 4. Elément de fixation selon la revendication 3, caractérisé par le fait que la coiffe comprend un revêtement déposé par anodisation dure et/ou un revêtement en une poudre organique. 5. Utilisation de polytétrafluoroéthylène (PTFE) pour former une couche de revêtement sur un élément de fixation pour l'accouplement d'éléments de construction en forme de plaque selon l'une quelconque des revendications 1, 2 ou 4. 6. Utilisation de polyester réticulé par une résine époxyde pour former une couche de revêtement sur un élément de fixation pour l'accouplement d'éléments de construction en forme de plaque selon l'une quelconque des revendications 1, 2 ou 4.