EP0055160A1 - Machine à profiler des matériaux souples avec ou sans alternances prédéterminées d'ondes et de zones plates et matériaux ainsi obtenus - Google Patents

Abstract

Modules de matériau profilé, en feutre cellulosique ou en carton, de préférence bituminé, comportant avantageusement des alternances d'ondes et zones plates, et machine pour leur réalisation.

Ces modules présentent les motifs de répartition d'ondes 1-2-3, 1-3-2, 2-2-2, 2-1-3 ou 1-4-1, où les chiffres désignent les nombres d'ondes des groupes d'ondes successives séparés les uns des autres par une zone plate d'une largeur égale à la largeur d'une onde.

Application notamment à la réalisation de sous-toitures de toitures en tuiles canal.

Description

• La présente invention concerne l'obtention de modules de matériaux profilés, tels qœ:notamment un feutre cellulosique ou du carton, avec ou sans alternances prédéterminées d'ondes et de zones plates.
• L'invention concerne plus particulièrement une machine pour profiler des matériaux souples avec formation d'ondes et de zones plates selon des alternances prédéterminées, ainsi que les matériaux obtenus et l'application de modules de ces matériaux à la réalisation d'éléments de sous-toiture et d'isolation, d'éléments de bardage, et/ou d'éléments de toiture formant éventuellement capteur solaire.
• On connaît déjà une machine ondulatrice, décrite dans le brevet FR. 2.079.499 au nom de la même demanderesse, permettant d'onduler en travers du sens de marche de la machine des feuilles de matériaux souples, tels que du carton humide, un feutre ou d'autres produits, défilant d'une manière continue et de former ainsi un produit ondulé selon un profil sensiblement sinusoidal régulier.
• Il s'est récemment avéré utile de pouvoir disposer, à côté de ce matériau à profil sinusoidal régulier, de matériaux en feuille ou plaque profilée dans lesquels une ou plusieurs ondes successives de ce profil seraient absentes et remplacées par un profil plat. Les avantages des nouveaux produits ainsi constitués sont multiples et ressortiront bien de la description de quelques applications possibles de ces produits, dont la description sera donnée plus loin.
• On aurait pu envisager d'y parvenir en supprimant purement et simplement, selon les besoins, une ou plusieurs des barres ondulatrices de l'un ou l'autre des deu, systèmes ondulateurs que comporte une telle machine selon le brevet FR 70.03.741.Une telle solution n'aurait cependant permis d'obtenir que des motifs d'alternancesondes-méplats à six (ou des multiples de si,) éléments au total, ce qui était notoirement inadapté pour les usages escomptés, d'autant plus que le module utile effectif est même réduit à cinq éléments dans la pratique, du fait du recouvrement des modules contigus l'un avec l'autre.
• On a maintenant conçu une machine ondulatrice qui, tout en utilisant des éléments de la machine selon le brevet FR susdit, diffère radicalement de celle-ci et permet la réalisation de matériaux profilés avec ou sans alternances prédéterminées d'ondes et de zones plates selon un module unitaire tout à fait approprié pour de multiples applications, et notamment comme produits d'étanchéité et de support pour toitures réalisées avec des tuiles canal.
• On a ainsi obtenu un produit, constitué par un matériau tel qu'un feutre cellulosique ou un carton, de préférence bituminé, profilé avec avantageusement alternances d'ondes et de zones plates selon des motifs répétés, dont des exemples seront donnés plus loin.
• L'invention est décrite plus en détail en référence à la planche de dessins annexée, qui l'illustre sans la limiter, et dans laquelle :
• - Figure 1 montre schématiquement le principe de fonctionnement des parties principales de la machine ;
• - Figure 2a et 2b représentent en coupe schématique une partie de toiture faite de tuiles canal de couvert et d'une sous-toiture conforme à l'invention, selon deux variantes de réalisation de celle-ci.
• L'invention a pour premier objet une telle machine, destinée à profiler des feuilles de matériaux souples avec ou sans alternances prédéterminables à convenance d'ondes et de zones plates, comportant fondamentalement, dans un ou plusieurs bâtis, un premier arbre porté par des paliers fixes et un second arbre parallèle au premier,mais porté par des paliers montés sur des glissières lui permettant d'être rapproché ou éloigné de celui-ci, les deux arbres susdits étant entraînés en rotation synchrone en sens opposés et portant, vers leurs extrémités, des flasques étoilés sur les branches desquels sont fixées des barres ondulatrices parallèles auxdits arbres et pouvant tourner sur elles-mêmes, formant ainsi deux étoiles dont les branches, décalées réciproquement d'un arbre à l'autre de façon symétrique, permettent aux barres ondulatrices qu'elles portent de s'engrener plus ou moins en fonction de l'espacement variable des arbres, et éventuellement deux tapis sans fin ou manchons en caoutchouc aménagés pour pincer entre eux la feuille ou plaque de matériau à profiler et l'amener au point d'interpénétration maximale des barres, caractérisée en ce qu'elle comprend un premier arbre 1 portant des flasques en étoile à n branches et n barres ondulatrices 3, un second arbre 2 portant des flasques en étoile à n' branches et n' barres ondulatrices, toutes amovibles et dont 1 à n' sont utilisées simultanément, ainsi qu'un troisième arbre 4 parallèle aux premier et second arbres, entraîné en rotation synchrone avec le second arbre et dans le même sens que celui-ci et portant vers ses extrémités, des flasques en étoile à pn' branches, p étant un entier, sur lesquelles sont fixées des barres ondulatrices amovibles et pouvant tourner sur elles-mêmes, parallèles à cet arbre et dont l'ordre d'utilisation effective correspond au motif qu'on désire conférer au profil, l'ensemble des barres ondulatrices de ce troisième arbre pouvant en outre, si on le désire, être enveloppé par un tapis sans fin ou manchon souple, ledit troisième arbre étant en aval des deux autres et disposé de manière à coopérer avec les barres d'un tapis transporteur à rouleaux 5 pour former les profils du matériau à profiler.
• Pour plus de détails sur les éléments de l'état de la technique dont il est fait usage dans cette machine, il convient de se reporter au brevet FR 2.079. 499.
• En particulier, le second arbre peut être monté sur des paliers coulissants qui permettent de faire descendre ou monter l'ensemble des barres ondulatrices du second arbre par rapport à l'ensemble des barres ondulatrices du premier arbre, la liaison mécanique entre ces deux arbres étant assurée par un joint de oldham.
• Les tapis sans fin ou manchons en caoutchouc, non représentés sur la figure 1, peuvent, s'ils existent, envelopper chacun l'ensemble des barres ondulatrices présentes sur l'arbre concerné.
• En variante, les tapis sans fin ou manchons en caoutchouc peuvent passer chacun sur un rouleau extérieur et n' envelopper alors que presque entièrement l'ensemble des barres ondulatrices de l'arbre concerné.
• En ce qui concerne les nombres n et n' de barres ondulatrices, ce sont des entiers qui peuvent être choisis par l'homme de l'art en fonction de ses desiderata, sachant que les nombres n et n' doivent de préférence permettre la compatibilité entre eux des systèmes de barres ondulatrices portés par les premier et second arbres. Dans la pratique, mais sans que cela soit limitatif, on préfère pour les applications considérées n = 6 ou 8 et n' = 8, tandis que pour p les valeurs 2 ou 3 sont préférées.
• En outre, dans la machine selon l'invention, les sections des barres ondulatrices portées par l'arbre 3 et de celles du tapis transporteur 5 peuvent être choisies librement pour être adaptées au type de profil qu'on désire obtenir, ce qui constitue un avantage supplémentaire de cette machine par rapport aux machines ondulatrices actuelles. Ainsi, on peut réaliser selon l'invention aussi bien des ondes de type grecque, des ondes en V, etc...que des ondes sensiblement sinusoïdales.
• Les mouvements des trois arbres susdits sont avantageusement commandés par le mouvement du tapis transporteur et synchronisés entre eux. L'arbre 2 peut éventuellement être soulevé sans que cela gêne la formation du profil.
• L'invention a pour second objet un matériau profilé, de préférence en feutre cellulosique ou en carton, avantageusement bituminé, avec ou sans alternances d'ondes et de zones plates selon des motifs répétés et qui, grâce à des coupes appropriées, forme des modules unitaires convenant aux usages auxquels on les destine.
• Le matériau concerné est de préférence un carton ou feutre cellulosique qui a été, après formage, séché en séchoir tunnel, puis tranché par coupe automatique en modules appropriés, et ensuite imprégné de bitume et éventuellement teinté et muni d'autres additifs, dans les conditions habituelles, de préférence comme décrit dans les brevets FR 1.487.419 et 1.582.560 et dans les demandes de brevets FR 71.24635,( 2.145.003) 75.31927, (2.346.149), 76.16263 (2.352.929) et sa première addition 78.14039 (2.390.563) ; 76.17893 (2.354.378) et 79.15811 (2.459.323), toutes au nom de la même demanderesse et auxquelles on pourra se référer utilement.
• Ainsi, bien que cela ne constitue pas une limitation de l'invention, on va décrire ci-après plus spécialement un matériau profilé avec alternances d'ondes et de zones plates, tout spécialement adapté pour assurer l'étanchéité et la sous-toiture de toits en tuiles canal.
• Le produit constitué par un module unitaire de ce matériau est une plaque rectangulaire d'environ 72 cm de large sur, de préférence, environ 2 m de long, comprenant une succession d'ondes ayant chacune une longueur de 9 cm environ (comprise comme étant la distance entre deux maxima successifs correspondants du profil sinusoidal) et dans laquelle sont absentes et remplacées par une partie aplatie les ondes en positions 3 et 5, ou en variante les ondes en positions 2 et 7, les ondes étant numérotées de 1 à 8 depuis l'un des côtés de la plaque. Ceci donne, dans les deux cas une sous-toiture comprenant alternativement une onde isolée et une succession de 4 ondes.
• Les parties plates susdites ont donc également une largeur, dans ce cas, de 9 cm environ. Ce produit trouve une application essentielle comme matériau de support et d'étanchéité de toitures réalisées en tuiles canal, comme on va le montrer ci-après :
• - les tuiles canal, utilisées depuis très longtemps en France et également en Italie, en Espagne et au Portugal, entre autres, sont des éléments de couverture en terre cuite de forme légèrement tronconique. Cette forme a été adoptée pour permettre l'utilisation du même produit pour la rigole d'écoulement des eaux (tuiles de courant) et pour le couvre-joint entre deux rigoles consécutives (tuiles de couvert). Elles doivent, en France, répondre aux spécifications de la norme NF P 13.305.
• - l'étanchéité suivant le versant est assurée par un recouvrement de l'ordre de 15 à 17 cm de la tuile d'amont sur la tuile d'aval. Latéralement, l'étanchéité est obtenue par recouvrement de la tuile de couvert à cheval sur deux lignes de tuiles de courant.
• - ces tuiles ont une largeur d'environ 210 mm à la base du tronc de cône et d'environ 150 mm au sommet du tronc de cône.
• Au lieu de suivre ce schéma classique de réalisation de toitures en tuile canal, on obtient de telles toitures canal avec sous-toiture support constituée du produit selon l'invention tel que susdit en disposant simplement à cheval sur les ondulations de ce produit des tuiles de couvert, en prenant soin de placer une des lignes de Juxtaposition au milieu d'une succession de 4 ondes.
• Cela donne un profil transversal de toiture et sous-toiture tel que celui qui est illustré sur les figures 2a et b ci-annexées.
• La sous-toiture ainsi réalisée est étanche, et il suffit de disposer sur elle, comme illustré sur les figures 2a et b une nappe de tuiles de couvert, avec leur recouvrement normal, et sans nappe de tuiles de courant.
• Grâce à cet agencement, on obtient une toiture qui garde le caractère esthétique qui s'impose dans les régions concernées par ce type de toiture et qui pourrait même être adoptée dans d'autres régions du globe plus humides et/ou plus froides, car cette toiture présente alors une étanchéité qu'il est extrêmement difficile de conférer et de maintenir à des toitures de tuiles canal traditionnelles, avec tuiles de courant. De plus, la réalisation d'une telle toiture nécessite seulement que l'on dispose, sur la charpente convenablement préparée avec des pannes support placées tous les 40 cm environ des plaques correspondant à l'un des types de modules unitaires susdits, avec les recouvrements longitudinaux et transversaux habituels, soit en pratique un recouvrement transversal de l'onde et un recouvrement longitudinal entre plaques adjacentes de 15 cm environ.
• Cette technique de couverture originale allège de moitié pratiquement le toit, du fait de la suppression des tuiles de courant, et permet de faire une économie substantielle sur la tuile, sur la main d'oeuvre, ainsi que sur la charpente. En outre, la durée de vie de cette dernière est améliorée, à qualité égale et on obtient même une toiture dont la valeur d'isolation thermique est considérablement augmentée par rapport à celle des toitures classiques de tuiles canal.
• Il convient d'ajouter encore que la couverture ainsi réalisée supprime tous les passages d'insectes et de bestioles diverses, et qu'elle permet d'.annuler ou au moins de freiner radicalement le glissement des tuiles qui est le propre des toitures de tuile canal classiques, sous l'effet du vent et des vibrations et turbulences de toutes sortes, et qui, comme on le sait, oblige encore actuellement à remanier le toit presque tous les ans sous peine de le voir très vite se dégrader.
• La présente invention a donc également pour objet l'application des produits susdits, constitués de modules unitaires d'un matériau tel que défini plus haut et profilé avec des alternances d'ondes et de zones plates d'une largeur unitaire d'environ 9 cm et selon l'un des motifs de répartition d'ondes 2 - 1 - 3 ou 1 - 4 - 1 (les intervalles entre ondes ou groupes d'ondes étant composés dé zones plates ayant chacune une largeur égale à la largeur d'une onde), à la réalisation de toitures de tuiles canal dans lesquelles une succession de tels produits, juxtaposés avec recouvrement, assure une sous-toitâre procurant l'étanchéité voulue et supportant la toiture proprement dite, constituée elle-même de tuiles de couvert uniquement.
• En variante, les produits susdits peuvent être utilisés en bardage et l'invention a donc également pour objet l'application de tels produits à la réalisation de bardages. Il s'est en effet avéré que ces produits, disposés sensiblement verticalement avec les recouvrements appropriés, permettent de constituer des bardages légers, faciles à mettre en oeuvre, souples, ayant une bonne capacité d'isolation thermique et phonique, et procurant un effet esthétique certain, du fait des ruptures du rythme d'ondulation. Dans cette application, la contrainte des motifs unitaires 2-1-3 ou 1-4-1 n'existe pas et on peut donc préférer, aux produits modulaires comportant ces motifs, également les autres modules possédant deux zones plates équivalentes chacune à une onde et qui correspondent aux motifs 1-2-3, 1-3-2 ou 2-2-2.
• L'invention a par conséquent également pour objet l'application à la réalisation de bardages de produits susdits constitués de modules unitaires comportant des alternances d'ondes et de zones plates correspondant aux motifs 1-2-3, 1-3-2, 2-2-2, 2-1-3 ou 1-4-1, où les chiffres désignent les nombres d'ondes des groupes d'ondes successives séparés les uns des autres par une zone plate d'une largeur égale à la largeur d'une onde.
• On a d'autre part trouvé aussi que les produits tels que définis plus haut, bituminés et dans lesquels les motifs d'alternance ondes-zones plates sont choisis parmi ceux indiqués ci-dessus pour l'application à titre de bardage, peuvent constituer tels quels des toitures légères ayant des profils originaux.
• L'invention a donc pour objet également l'application à la réalisation de toitures légères de modules de matériau profilé en feutre cellulosique ou en carton, avantageusement bituminé, comportant des alternances d'ondes et de zones plates correspondant aux motifs 1-2-3, 1-3-2§ 2-2-2, 2-1-3, ou 1-4-1, où les chiffres successifs ont la signification indiquée plus haut.
• En variante, cette toiture peut constituer l'élément capteur stockeur d'énergie d'une toiture formant capteur solaire réalisée comme indiqué dans la demande de brevet FR 79.28.239 (2.469.674) à laquelle il convient de se référer.

Claims (10)

1. Machine destinée à profiler des feuilles de matériaux souples avec ou sans alternances prédéterminables à convenance d'ondes et de zones plates, comportant fondamentalement, dans un ou plusieurs bâtis,un premier arbre porté par des paliers fixes et un second arbre parallèle au premier, mais porté par des paliers montés sur des glissières lui permettant d'être rapproché ou éloigné de celui-ci, les deux arbres susdits étant entraînés en rotation synchrone en sens opposés et portant, vers leurs extrémités, des flasques étoilés sur les branches desquels sont fixées des barres ondulatcices parallèles auxdits arbres et pouvant tourner sur elles-mêmes, formant ainsi deux étoiles dont les branches décalées réciproquement d'un arbre à l'autre de façon symétrique, permettent aux barres ondulatrices qu'elles portent de s'engrener plus ou moins en fonction de l'espacement variable des arbres, et éventuellement deux tapis sans fin ou manchons en caoutchouc aménagés pour pincer entre eux la feuille ou plaque de matériau à profiler et l'amener au point d'interpénétration maximale des barres, caractérisée en ce qu'elle comprend un premier arbre (1) portant des flasques en étoile à n branches et n barres ondulatrices (3), un second arbre (2) portant des flasques en étoiles à n' branches et n' barres ondulatrices, toutes amovibles et dont 1 à n' sont utilisées simultanément, ainsi qu'un troisième arbre (4) parallèle aux premier et second arbres, entraîné en rotation synchrone avec le second arbre et dans le même sens que celui-ci et portant, vers ses extrémités, des flasques en étoile à pn' branches, p étant un entier, sur lesquelles sont fixées des barres ondulatrices amovibles et pouvant tourner sur elles-mêmes, parallèles à cet arbre et dont l'ordre d'utilisation effective correspond au motif qu'on désire conférer au profil, l'ensemble des barres ondulatrices de ce troisième arbre pouvant en outre, si on le désire, être enveloppé par un tapis sans fin ou manchon smuple, ledit troisième arbre étant en aval des deux autres et disposé de manière à coopérer avec les barres d'un tapis transporteur à rouleaux (5) pour former les profils du matériau à profiler.

2. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que n = 6 ou 8 et n' = 8.

3. Machine selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que p = 2 ou 3.

4. Machine selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que les sections des barres ondulatrices portées par l'arbre 3 et de celles du tapis transporteur 5 sont adaptées au type de profil qu'on désire obtenir.

5. Matériau à base de feutre bituminé ou de carton, avantageusement bituminé, caractérisé en ce qu'il consiste en des modules unitaires comportant des alternances d'ondes et de zones plates selon l'un quelconque des motifs de répartition d'ondes 2-1-3 ou 1-4-1, où les chiffres désignent les nombres d'ondes des groupes d'ondes successives séparés les uns des autres par une zone plate d'une largeur égale à la largeur d'une onde.

6. Matériau à base de feutre bituminé ou de carton, avantageusement bituminé, caractérisé en ce qu'il consiste en des modules unitaires comportant des alternances d'ondes et de zones plates selon l'un quelconque des motifs de répartition d'ondes 1-2-3, 1-3-2 ou 2-2-2, où les chiffres désignent les nombres d'ondes des groupes d'ondes successives séparés les uns des autres par une zone plate d'une largeur égale à la largeur d'une onde.

7. Application des matériaux selon la revendication 5, à la réalisation de toitures de tuiles canal, caractérisée-en ce que les matériaux sont juxtaposés avec recouvrement et supportent la toiture de tuiles canal proprement dite, constituée elle-même de tuiles de couvert uniquement.

8. Application selon la revendication 7, caractérisée en ce qu'une ligne de juxtaposition des tuiles canal se situe au milieu d'une succession de 4 ondes.

9. Application des matériaux bituminés selon l'une des revendications 5 ou 6 à la réalisation de bardages ou de toitures légères.

10. Application des matériaux bituminés selon l'une des revendications 5 ou 6 à la réalisation de l'élément capteur-stockeur d'énergie d'une toiture formant capteur solaire.

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