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Perfectionnements aux structures en matières plastiques synthétiques renforcées..
La présente invention concerne des structures en matière plastique synthétique et plus particulièrement des stratifiés en matière plastique synthétique renforcés par des fibres de verre.
. Un stratifié en matière plastique synthétique renforcé par des fibres de verre comprend normalement des fibres de verre dont les positions, directions et quantités sont propres à, conférer la résistance et/ou la rigidité requises. Le degré de renforcement est modifié d'un point à l'au- tre d'uns structure de quelque complexité en fonction des contraintes locales prévues.
Lorsque la forme qu'on se propose de donner au stratifié et les contraintes dont on envisage l'effet
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en cours de service sont celles rencontrées dans le cas de réci- pients contenant des agents fluides ou meubles, o'est-à-dire des liquides, des gaz ou des poudres, le meilleur.rapport résistance/ poids est obtenu à l'aide d'un enroulement de fibres.
Lorsqu'elle est petite' par rapport aux dimen- sions d'une structure, l'épaisseur de la paroi en stratifié peut être imposée par la rigidité davantage que par la ' résistance mécanique. Par exemple, dans le cas d'une citerne montée sur un véhicule pour le transport des fluides, une épais- seur de paroi déterminée peut suffire à conférer la résistance générale nécessaire pour que la citerne conserve sa forme et ne laisse pas s'échapper son contenu, mais une épaisseur, double par exemple, peut être désirable pour conférer de la résistance au choc , éviter une déformation locale de la citerne ou protéger le stratifié contre des contraintes locales excessives.
Dans le cas d'un renforcement par un.enroulement de fibres assurant une résistance spécifique élevée, l'épaisseur requise par la seule résistance .eut être encore moindre , c'est-à-dire que l'épais- seur utilisée réellement en pratique pour arriver à la rigidité peut s'élever jusqu'à trois fois celle imposée par la résistance seulement.
On a essayé d'arriver à l'accroissement d'épaisseur des parois requis par la rigidité sans utiliser de maté- riaux onéreux conférant à la citerne une résjstance non nécessaire.
On a déjà disposé des faisceaux en fibres relativement peu onéreuses etpeu résistantes, comme le sisal, entre des faisceaux de fibres de verre de renforcement qui alternent et on a également fait alterner .'des couches de fibres de verre de renforcement et de fibres de charge peu onéreuses pour constituer les stratifiés. L'invention a pour but de procurer un procédé supérieur à ceux appliqués jus- qu'à présent.
Suivant l'invention, pour fomer une.structure en matière plastique synthétique stratifiée renforcée par un
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enroulement de fibres, on dispose les mèches de fibres de façon qu'elles ménagent des intervalles entre elles. Par conséquent, la même quantité de fibres de renforcement sera appliquée en un plus grand nombre de couches, ce qui permet d'augmenter l'épais- seur sans augmenter le poids ou la quantité de matière de renfor- cement.
Si des couches successives de mèches de renforcement sont disposées sous un certain angle, c'est-à-dire si les fibres d'une couche ne sont pas exactement parallèles à celles de la suivante, les fibres de la couche supérieure croiseront dans une certaine mesure celles de la couche inférieure et reposeront sur celle-ci sans tendre à s'enfoncer dans les intervalles de la couche inférieure, l'ensemble constituant ainsi un système cellu- . laire. Les intervalles peuvent rester libres ou être remplis d'une charge peu onéreuse quelconque, comme on le désire.
A titre d'exemple, le proceué suivant l'invention sera envisagé dans le cas de son application à la fabrication d'une citer- ne en matière plastique synthétique renforcée par des fibres de verre et destinée à un camion citerne.
Les couches du stratifié sont disposées sur une âme ou gabarit dont la section correspond à la section intérieure que doit avoir la citerne. Le gabarit est animé d'un mouvement de rota- tion autour de son axe et les fibres de .verre de renforcement enrobées de résine synthétique non vulcanisée quiy sont appliquées sont amenées par un chariot d'alimentation qui se déplace avec une vitesse relativement faible parallèlement à l'axe de rotation de sorte que les fibres se disposent en hélice sur le gabarit.
Toutefois, les spires successives de fibres ne sont pas contigués parce que les vitesses de rotation du gabarit et de circulation du chariot d'alimentation sont réglées de façon à ménager des intervalles. A la fin d'une passe sur le gabarit, le chariot d'alimentation est animé du mouvement opposé et une autre couche de fibres est appliquée sur la première, de sorte que la nouvelle hélice est inverse de la première, los spires de la nouvelle couche
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formant un angle avec celles de la couche inférieure sans tendre à s'enfoncer dans les intervalles de la couche inférieure. L'opé- ration est poursuivie jusqu'à ce que l'épaisseur de paroi requise soit atteinte.
Après vulcanisation de la résine, les extrémités du corps de citerne creux formé ainsi sont coupées droit et le gabarit est retiré,puis des fonds préparés spécialement sont soudés en place pour fermer la citerne.
Les citernes en matière plastique synthétique renfor- cée par des fibres de verre ont de nombreux avantages sur les citernes métalliques. Elles ont une longévité beaucoup plus grande, elles résistent mieux à la corrosion, elles sont plus faciles à net- toyer et elles isolent mieux ce la chaleur que des citernes en métal,ce qui réduit les pertes par évaporation au soleil de liquides vola- tile comme les essences. Toutefois, on les a peu utilisé Jusqu'à présent en raison de leur prix plus élevé que celui des citernes métalliques. En réduisant beaucoup la quantité de Matériaux onéreux utilisé pour la fabrication le procédé décrit ici rend écono- mique l'utilisation de citernes en matière plastique synthétique renforcée par des fibres de verre.
Il convient de noter que la présence des intervalles ménagés pendant l'application des fibres de renforcement rend la paroi de la citerne cellulaire plutôt que massive, ce qui améliore beaucoup ses propriétés d'isolement thermiques. Si on le désire, les cellules peuvent être fermées ou remplies d'une charge peu onéreuse quelconque. i
Un avantage de la construction cellulaire est qu'elle augmente non seulement l'épaisseur de paroi et, par conséquent, la rigidité, mais également de façon sensible la résistance pour une quantité déterminée d'agent de renforcement. Dans le cas d'une citerne à paroi massive, les contraintes ne peuvent guère se répartir entre les fibres de renforcement au moment de la
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sollicitation.
Au contraire, dans le cas d'une paroi cellulaire, une déformation locale est possible dans l'épaisseur du stratifié, de sorte que les filaments les plus tendus initiale- ment peuvent se déformer latéralement sous l'effet de la contrainte dans une mesure telle que les filaments initialement les moins contraints soient sollicités à leur tour et participent à la résistance du stratifié. Par conséquent, malgré la diminution du module d'élasticité de Young, la contrainte maximum en cours de service peut augmenter.
Normalement, les Isolants, c'est-à-dire les matières ! isolantes autres que celles constituant la citerne, sont appliqués sur l'une où l'autre face de la paroi de la citerne, mais dans le cas de l'invention, elles peuvent, suivant une variante intéres- sante, être disposées avantageusement entre les couches intérieu- re et extérieure de matière plastique synthétique cellulaire renfor- cée par des fibres de verre, de façon à constituer un sandwich. Dans ce' , cas, aucune couche supplémentaire de revêtement n'est nécessaire pour protéger la matière isolante relativement pieu consistante, de sorte que la rigidité de' la paroi peut être encore augmentée en . raison de l'accroissement de l'épaisseur du sandwich.
Dans le procédé de fabrication décrit, le gabarit est soumis à un mouvement de rotation tandis que les fibres de verre sont mises en place, mais il va de soi qu'il est parfaite- ment possible de maintenir le gabarit immobile et de faire tourner autour de celui-ci des bobines portant les fibres. De même, il est possible de continuer à enrouler des fibres pour former les extrémités fixes de la citerne.au lieu de tailler les bords droit et rapporter des pièces d'extrémité faites séparément.
Le procédé suivant l'invention a été décrit en parti- culier en se référant à des citernes pour le transport des fluides ' mais il va de soi qu'il peut'être appliqué de façon plus générale dans le cas des stratifiés renforcés par des fibres de verre et ! des stratifiés renforcés par des fibres autres qu'en verre. Le
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stratifié cellulaire peut constituer la structure .entière ou être combiné avec d'autres matériaux pour former une structure composite. Par exemple, on peut utiliser le stratifié pour -'rendre rigide, pour envelopper et/ou isoler une autre ,structure charpente.
De façon analogue, le procédé n'est pas limité à la fabrication d'objets creux et permet la production de feuilles et de panneaux. A cette fin, le produit obtenu par envidement sur J un gabarit de la façon indiquée peut être fendu sur un côté et ouvert à plat en une feuille.
REVENDICATIONS l.- Procédé de fabrication d'une structure en matière plastique synthétique stratifiée renforcés par un enroule- ment de fibres, caractérisé en ce que les mèches de renforcement sont disposées de façon à ménager des intervalles entre elles..