Produit manufacturé composite absorbant le choc.
Lorsqu'une paroi mince est atteinte par une force d'impact en direction longitudinale suivant l'un de ses bords extérieurs, la partie médiane de la paroi mince tend à l'ondulation, puis au flambage. L'invention concerne un moyen de renforcement de la paroi mince pour augmenter beaucoup sa résistance à l'ondulation et au flambage. En particulier, l'invention vise à renforcer une paroi mince par fixation mécanique d'une face de la paroi mince sur un corps de matière expansée ayant une épaisseur sensiblement supérieure à celle de la paroi et des dimensions qui sont à peu près les mêmes que celles de la paroi.
On ne connaît aucune description du renforcement d'une paroi mince par assemblage mécanique d'une face de la paroi mince avec un corps de matière expansée au moyen de nombreux filaments à haute résistance à la traction étroitement rapprochés. Le produit manufacturé renforcé résultant offre sur les produits connus l'avantage d'être léger et facile à fabriquer.
L'invention est décrite plus en détail avec référence au dessin annexé illustrant une forme de réalisation préférée et dans lequel:
la Fige 1 est une vue en coupe d'une partie d'une paroi mince dont une face porte une couche d'adhésif appliquée et de nombreux filaments onduleux collés dans la couche d'adhésif par une partie intégrante quelconque de leur longueur;
la Fig. 2 est une vue en coupe de la même partie de paroi fixée mécaniquement à un corps de matière expansée par de nombreux filaments onduleux étroitement rapprochés qui s'étendent en direction généralement perpendiculaire à partir de la paroi mince;
la Fig. 3 est une vue en coupe d'une paire de parois minces disposées à une certaine distance l'une de l'autre et entre lesquelles de nombreux filaments onduleux sont collés
à la face intérieure de chaque paroi mince, et
la Fig. 4 est une vue semblable à celle de la Fig. 3 montrant, en outre, la matière expansée remplissant l'espace entre les deux parois minces.
La Fig. 1 est une vue en coupe d'une partie d'une paroi mince indiquée de manière générale en 10. Cette paroi mince 10 pourrait, par exemple, être une tôle laminée, par exemple d'acier ou d'aluminium, se prêtant à la fabrication de panneaux de construction ou d'armoires à matériel. Il est de pratique courante pour la fabrication de tels produits
de souder une épaisse couche de matière expansée sur une
face de la tôle pour lui conférer de la rigidité et augmenta beaucoup son pouvoir d'isolation thermique et d'absorption phonique.
Bien qu'il existe de nombreux adhésifs puissants pour coller la couche isolante de matière expansée sur la paroi mince, les propriétés d'adhérence de ces adhésifs se détériorent avec le temps, ce qui a pour résultat indésirable que la couche de matière expansée se sépare de la paroi mince.
L'invention augmente dans une mesure importante la résistance et la permanence de la liaison établie entre la paroi mince et la matière expansée isolante au moyen de nombreux filaments étroitement rapprochés qui sont collés sur une partie de leur longueur à la paroi mince et dont les parties restantes pénètrent dans le milieu cellulaire intérieur de la matière expansée.
La première opération pour l'exécution de l'invention est l'application d'une couche d'adhésif sur toute la face intérieure 12 de la paroi mince 10. Une nappe de filaments onduleux 14 est alors appliquée au contact de la couche d'adhésif 16.
Les filaments onduleux 14 peuvent être constitués par des fibres naturelles ou synthétiques très diverses, par exemple des fibres de coton, de verre ou d'aramide.
La couche d'adhésif doit avoir de bonnes propriétés d'adhérence à l'égard de la matière constituant la paroi mince
10 et à l'égaiddes filaments onduleux 14. Un adhésif qui convient pour la plupart des applications est une résine durcissable, comme un adhésif à la résine époxyde ou un adhésif au polyuréthane. Une couche mince,dont l'épaisseur est de 25 à <EMI ID=1.1>
Après que la couche d'adhésif 16 a fait prise, les filaments qui ne sont pas attachés sont séparés par peignage de ceux collés dans la couche d'adhésif. Il convient de noter que le collage des filaments à la couche 16 se fait en différents endroits de la longueur des filaments onduleux 14.
En fait, les divers filaments peuvent être collés en différents endroits. Néanmoins, en règle générale, les filaments onduleux 14 tendent à se fixer au voisinage de leurs parties terminales. D'autres moyens pour éliminer les filaments non collés secs consistent à les collecter par dépression ou à les exposer à un jet d'air comprimé à haute pression.
L'opération suivante est l'application d'une matière
<EMI ID=2.1>
paroi mince 10 en quantité suffisante pour l'expansion jusqu'à une épaisseur supérieure à la longueur des filaments onduleux 14. La matière expansible pourrait être, par exemple,
<EMI ID=3.1>
au mieux à l'aide d'un pistolet non pneumatique à tête de mélange. L'expansion de la matière se fait de manière générale vers l'extérieur perpendiculairement à la paroi mince 10. La matière en expansion visqueuse et dense enveloppe les parties non fixées des filaments 14 et les entraîne vers l'extérieur à mesure de son expansion, de sorte que les filaments s'orientent perpendiculairement à la paroi mince 10, comme illustré à la Fig. 2
Après que la matière polymère 18 a achevé son expansion et a fait prise, le produit manufacturé composite résultant 20 comprend un corps de matière polymère expansée relativement épais 18 fixé mécaniquement dans toute son étendue sur la paroi mince 10 par les nombreux filaments onduleux.
Les Fig. 3 et 4 sont des vues partielles en coupe d'un corps rectangulaire creux 22 comportant deux parois latérales minces parallèles 24 et 26 et une paroi terminale mince 28. Chacune des parois minces 24, 26 et 28 pourrait être faite, par exemple, de tôle d'acier ou d'aluminium
<EMI ID=4.1>
Si le corps creux 22 était atteint par une force d'impact importante F dans le sens indiqué à la Fig. 3, les deux parois latérales 24 et 26,dont la résistance à la compression est relativement faible, onduleraient, puis flamberaient, de sorte que les parties des parois latérales 24 et
26 les plus voisines de la paroi terminale 28 s'infléchiraient vers l'extérieur. Le procédé de l'invention permet d'augmenter sensiblement la résistance de l'ensemble du corps creux 22
<EMI ID=5.1>
Comme précédemment, la première opération pour l'exécution de l'invention est l'application de couches d'adhésif
34 et 36 sur l'ensemble des faces intérieures 30 et 32 des parois latérales minces 24 et 26, respectivement. Ces couches d'adhésif 34 et 36 sont, de préférence, formées par une résine durcissable, comme un adhésif à la résine époxyde ou un adhé-
<EMI ID=6.1>
Avant la prise des couches d'adhésif 34 et 36, des couches de filaments onduleux secs 38 et 40 sont étalées sur les couches d'adhésif 34 et 36, respectivement. Les filaments onduleux secs peuvent être formés par diverses fibres à haute résistance à la traction, par exemple des fibres naturelles ou synthétiques habituelles.
Les couches d'adhésif 34 et 36 sont mises à sécher pour assurer l'adhérence des parties des filaments qui se trouvent à leur contact. Les filaments secs en excès qui ne sont pas collés dans les couches d'adhésif sont éliminés au moyen d'un appareil à peigne ou autrement, par exemple à l'aide d'un aspirateur ou d'un injecteur d'air comprimé.
Une matière thermodurcissable expansible, par exemple du polyuréthane Cook-Cord ,est appliquée sous forme de mélange liquide sur les faces intérieures 30 et 32 en quantité suffisante pour que, dans l'état expansé, le polyuréthane remplisse la cavité 43 du corps creux 22.
Lorsque la matière thermodurcissable s'expanse
à partir des parois minces 24 et 26, elle redresse des parties non collées des filaments onduleux 38 et 40 perpendiculairement aux parois minces 24 et 26. Lorsque la matière thermodurcissable atteint l'état de prise, elle assure la liaison avec les faces intérieures 30 et 32 et avec le contour des filaments onduleux 38 et 40 sur toute la longueur de ceux-
<EMI ID=7.1>
Du fait que la matière polymère expansée 48 a de bonne propriétés d'absorption de l'énergie, elle améliore les propriétés d'absorption du choc du corps creux 22. L'absorption de l'énergie est encore améliorée par la conversion de
<EMI ID=8.1>
au cisaillement par chacun des filaments à haute résistance à la traction collés 38 et 40 qui assemblent mécaniquement les parois minces 24 et 26 à la matière polymère expansée 48 qui absorbe l'énergie.
REVENDICATIONS
1.- Procédé pour renforcer une paroi mince, caractérisé en ce que:
a) on revêt une face de la paroi mince au moyen d'un adhésif; b) on applique de nombreux filaments onduleux à haute résistance à la traction sur la couche d'adhésif; c) après que la couche d'adhésif a durci et fait prise, on élimine les filaments non fixés, et d) on applique une matière polymère expansible sur la couche d'adhésif durcie, de façon que les parties non collées des filaments se redressent en direction généralement perpendiculaire par rapport à la couche d'adhésif à mesure que la matière s'expanse à partir de la. couche d'adhésif, de sorte
<EMI ID=9.1>
la matière polymère expansée et la couche d'adhésif sur toute
la face précitée de la paroi mince.
Composite manufactured product absorbing the shock.
When a thin wall is reached by an impact force in the longitudinal direction along one of its outer edges, the middle part of the thin wall tends to undulate, then to buckle. The invention relates to a means for reinforcing the thin wall to greatly increase its resistance to rippling and buckling. In particular, the invention aims to reinforce a thin wall by mechanical fixing of one face of the thin wall on a body of expanded material having a thickness substantially greater than that of the wall and dimensions which are roughly the same as those on the wall.
No description is known of the reinforcement of a thin wall by mechanical assembly of a face of the thin wall with a body of expanded material by means of numerous closely spaced high tensile filaments. The resulting reinforced manufactured product has the advantage over known products of being light and easy to manufacture.
The invention is described in more detail with reference to the accompanying drawing illustrating a preferred embodiment and in which:
Fig. 1 is a sectional view of part of a thin wall, one face of which carries a layer of applied adhesive and numerous wavy filaments glued into the layer of adhesive by any part of their length;
Fig. 2 is a sectional view of the same wall portion mechanically attached to a body of expanded material by numerous closely spaced wavy filaments which extend in a generally perpendicular direction from the thin wall;
Fig. 3 is a sectional view of a pair of thin walls arranged at a certain distance from each other and between which many wavy filaments are glued
on the inside of each thin wall, and
Fig. 4 is a view similar to that of FIG. 3 showing, in addition, the expanded material filling the space between the two thin walls.
Fig. 1 is a sectional view of part of a thin wall indicated generally at 10. This thin wall 10 could, for example, be a rolled sheet, for example of steel or aluminum, suitable for manufacture of building panels or equipment cabinets. It is standard practice for the manufacture of such products
to weld a thick layer of expanded material on a
face of the sheet to give it rigidity and greatly increased its power of thermal insulation and sound absorption.
Although there are many strong adhesives for bonding the insulating layer of expanded material to the thin wall, the adhesion properties of these adhesives deteriorate over time, which has the undesirable result that the layer of expanded material separates. of the thin wall.
The invention considerably increases the resistance and the permanence of the connection established between the thin wall and the insulating expanded material by means of numerous closely spaced filaments which are glued over part of their length to the thin wall and whose parts remainders penetrate into the interior cellular medium of the expanded matter.
The first operation for carrying out the invention is the application of a layer of adhesive over the entire inner face 12 of the thin wall 10. A sheet of undulating filaments 14 is then applied in contact with the layer of adhesive 16.
The wavy filaments 14 can consist of very diverse natural or synthetic fibers, for example cotton, glass or aramid fibers.
The adhesive layer must have good adhesion properties with respect to the material constituting the thin wall.
10 and over wavy filaments 14. A suitable adhesive for most applications is a curable resin, such as an epoxy resin adhesive or a polyurethane adhesive. A thin layer, the thickness of which is 25 at <EMI ID = 1.1>
After the adhesive layer 16 has set, the filaments which are not attached are separated by combing from those stuck in the adhesive layer. It should be noted that the bonding of the filaments to the layer 16 takes place at different places along the length of the wavy filaments 14.
In fact, the various filaments can be glued in different places. However, as a general rule, the wavy filaments 14 tend to be fixed in the vicinity of their terminal parts. Other means for eliminating the dry non-glued filaments consist in collecting them by vacuum or in exposing them to a jet of compressed air at high pressure.
The following operation is the application of a material
<EMI ID = 2.1>
thin wall 10 in sufficient quantity for expansion to a thickness greater than the length of the wavy filaments 14. The expandable material could be, for example,
<EMI ID = 3.1>
at best using a non-pneumatic gun with a mixing head. The expansion of the material takes place generally outwards perpendicular to the thin wall 10. The viscous and dense expanding material envelops the non-fixed parts of the filaments 14 and drives them outwards as it expands, so that the filaments are oriented perpendicular to the thin wall 10, as illustrated in FIG. 2
After the polymeric material 18 has completed its expansion and set, the resulting composite manufactured product 20 includes a body of relatively thick expanded polymeric material 18 mechanically fixed to its full extent on the thin wall 10 by the many wavy filaments.
Figs. 3 and 4 are partial sectional views of a hollow rectangular body 22 comprising two parallel thin side walls 24 and 26 and a thin end wall 28. Each of the thin walls 24, 26 and 28 could be made, for example, of sheet metal steel or aluminum
<EMI ID = 4.1>
If the hollow body 22 was reached by a significant impact force F in the direction indicated in FIG. 3, the two side walls 24 and 26, the compression strength of which is relatively low, would undulate and then buckle, so that the parts of the side walls 24 and
26 closest to the end wall 28 would bend outward. The method of the invention makes it possible to significantly increase the resistance of the entire hollow body 22
<EMI ID = 5.1>
As before, the first operation for carrying out the invention is the application of layers of adhesive
34 and 36 on all of the interior faces 30 and 32 of the thin side walls 24 and 26, respectively. These adhesive layers 34 and 36 are preferably formed by a curable resin, such as an epoxy resin adhesive or an adhesive.
<EMI ID = 6.1>
Before the adhesive layers 34 and 36 are set, layers of dry wavy filaments 38 and 40 are spread over the adhesive layers 34 and 36, respectively. The dry wavy filaments can be formed by various fibers with high tensile strength, for example conventional natural or synthetic fibers.
The adhesive layers 34 and 36 are dried to ensure the adhesion of the parts of the filaments which are in contact with them. The excess dry filaments which are not stuck in the adhesive layers are removed by means of a combing device or otherwise, for example using a vacuum cleaner or a compressed air injector.
An expandable thermosetting material, for example Cook-Cord polyurethane, is applied in the form of a liquid mixture to the interior faces 30 and 32 in sufficient quantity so that, in the expanded state, the polyurethane fills the cavity 43 of the hollow body 22.
When the thermosetting material expands
from the thin walls 24 and 26, it straightens unglued parts of the wavy filaments 38 and 40 perpendicular to the thin walls 24 and 26. When the thermosetting material reaches the setting state, it ensures the connection with the internal faces 30 and 32 and with the outline of the wavy filaments 38 and 40 over the entire length of these
<EMI ID = 7.1>
Because the expanded polymeric material 48 has good energy absorbing properties, it improves the shock absorbing properties of the hollow body 22. The energy absorption is further improved by the conversion of
<EMI ID = 8.1>
shearing by each of the high tensile strength filaments bonded 38 and 40 which mechanically join the thin walls 24 and 26 to the expanded polymer material 48 which absorbs energy.
CLAIMS
1.- Method for reinforcing a thin wall, characterized in that:
a) one side of the thin wall is coated with an adhesive; b) numerous wavy filaments with high tensile strength are applied to the adhesive layer; c) after the adhesive layer has hardened and set, the loose fibers are removed, and d) an expandable polymeric material is applied to the hardened adhesive layer so that the unglued parts of the filaments straighten in a direction generally perpendicular to the adhesive layer as the material expands from the. layer of adhesive, so
<EMI ID = 9.1>
the expanded polymer material and the adhesive layer over the entire
the aforementioned face of the thin wall.