Brevet FR2018050A1 — publié le 19700529

La présente invention concerne une barre prismatique de rigidité élevée. Il est connu que les barres peuvent avoir des rigidités spécifiques très différentes en fonction de la forme dé 5 leur section pour une surface déterminée de celle-ci et le matériau utilisé. La rigidité d'une "barre dans une certaine direction est déterminée par le produit du moment porteur de la surface de la section par rapport à l'axe neutres et du module élastique du matériau utilisé. Dans de nombreuses applications, on exige que 10 les barres satisfassent à des conditions particulièrement élevées, en ayant une rigidité aussi élevée que possible pour un. faible poids. Ceci est particulièrement le cas dans la construction et notamment dans la construction de machines et d'installations, où on utilise des barres sollicitées dynamiquement. 15 Selon l'invention, on obtient une rigidité: élevée sur une barre prismatique, malgré son faible poids , avec une barre porteuse de construction légère prismatique, munie le long de ses arêtes longitudinales de renforcements d'arêtes constitués en un matériau ayant un module d!élasticité beaucoup plus éle-20vé que celui du matériau de la barre. Par l'application de l'invention, il est possible de réaliser une barre porteuse de construction légère,. prismatique, qui, pour son utilisation, possède une résistance suffisante contre les contraintes de poussée et de compression, et un poids 25aussi faible que possible, ces caractéristiques étant obtenues pour, satisfaire aux conditions d.e rigidité, dans une application particulière, dans le plan de symétrie moyen du profilé prismatique par le: fait que le long des arêtes longitudinales de la barre porteuse, on a monté des renforcements d'arêtes de profilés de dimensions 30appropriées en un matériau ayant un module d'élasticité relativement élevé. Comme les sections de tels renforcements d'arêtes doivent é-videmment être écartées autant que possible de l'axe central de la barre, et avoir un moment de surface porteuse aussi grand que possible, il est possible de fabriquer, par l'utilisation de matériaux 35ayant un module d'élasticité particulièrement élevé, avant tout avec de l'acier, dans des renforcements d'arêtes même de sections faibles, des poutres ayant une rigidité élevée, sans que cette amélioration de la rigidité nécessite un poids supplémentaire considérable . 40 L' invention concerne égalemeiji, l'utilisa- 8AB ORIGINAl 69 30954 2 2018050 tion particulièrement avantageuse d'une barre rectangulaire selon 1! invention, dans un châssis de métier à tisser, cette barre pouvant avantageusement être réalisée pour servir d'organe porteur pour un rail d'empilement de toronso 5 II est très important sur les châssis de métiers à tisser que l'on ait un poids aussi faible que possible avec une rigidité aussi élevée que possible (ou résistance à la flexion) lorsqu'on veut travailler à grande vitesse, c'est-à-dire avec une fréquence de basculement élevée, la puissance nécessaire pour l'en-10traînement des métiers augmenté proportionnellement au poids de ceux-ci, et cette puissance augmente en fonction du carré de la vitesse de déplacement ; de ce fait, il faut utiliser des moteurs ayant des puissances correspondantes. D'un autre côté, les flexions des barres par suite d'une rigidité insuffisante, c'est-à-dire une trop faible résis-15tance à la flexion, sont l'origine de pannes car cela produit l'accumulation et/ou la rupture des torons accrochés dans le châssis du métier. De plus, on peut obtenir, grâce à un poids faible et à une rigidité éleyée des éléments constructifs, une augmentation de la fréquence propre de ces éléments, si bien que l'on n'a de vibrations en 20résonnance que pour des contraintes dynamiques de fréquence élevée correspondante. Une barre de rigidité, conforme à l'invention, est représentée, à titre d'exemple non limitatif, sur les dessins ci-joints, dans lesquels : 25 - la figure 1 représente -un premier mo de de réalisation. - la figure 2 représente une barre porteuse d'un châssis de métier à tisser, selon l'invention, - la figure 3 représente un autre mode 30de réalisation avec une structure cellulaire, monobloc constituant le support des renforcements d'arêtes. la barre représentée dans la figure 1 comporte une barre porteuse 1 de construction légère, ayant la forme d'un profilé creux en métal léger, munie d'une cavité'10. Des loge-35ments 121, 122, 123, 124 sont prévus sur les arêtes longitudinales du profilé creux, pour recevoir des renforcements d'arêtes 21, 22, 23, 24, en forme de cornières, et réalisés en un acier spécial ou en Z tout autre matériau ayant un module d'élasticité E particulièrement g élevé, les. renforcements d'arête sont reliés sur toute leur longueur O 40avec le profilé creux en métal léger. Suivant un mode de réalisation 30954 3 2018050 tes à l'aide d'un adhésif approprié. Il faut adapter dans chaque cas particulier l'épaisseur et la longueur des profilés de renforcement d'arêtes, à la rigidité nécessaire dans les deux directions principales de la "barre, 5 le matériau superflu étant à supprimer pour conserver un poids total faible. De la même manière, il est intéressant d'avoir les dimensions extérieures et les épaisseurs du profilé creux 1 en métal léger, aussi faibles que possible, afin de réaliser des gains de poids, sans toutefois que l'on dépasse la résistance à la pression et la poussée né-•JOcessaires Dans beaucoup de cas, on peut améliorer la qualité de la barre en remplissant la cavité 10 avec un matériau de renforcement 11 ayant une densité aussi faible que possible, c'est-à-dire au plus 0,5 Kg par dm"'. La barre selon la figure 2 a été réalisée 15pour servir comme barre de support d'un châssis de métier à tisser et le profilé creux 1 comporte à cet effet sur son côté étroit, une" entretoise de support, 1*, profilée munie d'un rail 12 pour l'empilement des torons. Pour le reste, ce mode de réalisation selon la figure 2 correspond à celui de la figure 1 à la différence près 20que les renforcements d'arêtes 21, 22, 23, 24 sont des profilés plats en acier spécial, et non des cornières. Ils sont collés dans les logements d'arêtes 121 à 124 du profilé creux en métal léger0 La figure 3 représente un mode de réalisation de sections carrées? constituant une barre de support 1 de cons-25truction légère. Cette barre est, de préférence, constituée de grains de matière synthétique expansée reliés les uns aux autres ou encore> de .sphères creuses de diamètre extérieur relativement faible. La fabrication de telles structures alvéolaires est connue. A cet effet, on utilise des grains de matière synthétique expansée, ronds, en poly-30styrène expansé, et on les mélange tout d'abord avec une résine epoxys liquide ou avec toute autre colle de résine synthétique, qui ne libère pas de composants liquides lors de son durcissement thermique ; puis on mélange cet ensemble avec une poudre fine de corps solide, ou avec des fibres courtes, de façon à obtenir une masse pulvérulente, de 35grains -sphériques extérieurement secs, mais de dimensions réglableSo Cette masse se presse facilement dans un moule de presse, pour donner une structure alvéolaire particulièrement légère, et ayant une rigidité remarquable. Au cours de cette opération on durcit les 40parois alvéolaires polyédriques, sous l'influence d'une température élevée, le cas échéant en réalisant simultanément l'encollage de cou- 69 30954 4 2018050 ch.es de recouvrement et/ou d'éléments d'armature noyés. On connaît d'autres possibilités pour la fabrication de structures alvéolaires particulièrement légères, ayant une excellente rigidité ainsi que d'autres propriétés. lie mé-5 lange de sphères creuses microscopiques (diamètre voisin de 0,05 mm) à base de résine phénolique ou de petits grains de polystyrène? expansé ■(diamètre voisin de 1 à 2 mm) avec une résine synthétique liquide, thermodurcissables, de préférence une résine époxy, et le cas échéant avec également des fibres de verre courtes et minces 10 (diamètre de 1 à 2 mm) (diamètre de 0P01 mm)^ , produit une masse déformable plastiquement„ susceptible d'être collée 9 mais non collante, qu'il est possible de former dans un moule de presse, par l'encollage des couches de recouvrement et des inserts d'armature ; puis on durcit cet ensemble thermiquement. Ainsi5 grâce au procédé 15 décrit ci-dessuss on peut réaliser sans difficultés, en une seule o-pération, des barres de structure alvéolaire selon la figure 3, légères, mécaniquement stables, avec des renforcements d'arêtes 21, 24, de forme ronde ou de tous autres profils, noyés dans la masse le long des arêtes, ainsi qu'avec une couche extérieure 3 collée, ré-20 sistant aux chocs ou à des compressions locales, cette couche étant par exemple à base de résine époxy, avec ou sans mélange de verre ou d'une feuille métallique. Bien-entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés. On 25 pourra, au besoin, recourir à d'autres modes et à d'autres formes de réalisation sans pour cela sortir du cadre de l'invention. Il est évident que les formes et les matériaux de cette barre porteuse de construction légère ainsi que les formes des profils et les matériaux des renforcements d'arêtes sont 30 à choisir selon les propriétés à obtenirs sur la barre, et dépendent des frais de fabrication qui puissent convenir. bad original 69 30954 5 2018050 REVENDICATIONS 1°) Barre prismatique de rigidité élevée, caractérisée par une barre porteuse de construction légère prismatique, munie le long de ses arêtes longitudinales de renforcements 5 d'arêtes constitués en un matériau ayant m module d'élasticité beaucoup plus élevé que celui du matériau de la barre. 2°) Barre selon la revendication 1, caractérisée en ce que la barre porteuse de construction légère de section principalement rectangulaire est munie le long de ses arêtes 10 extérieures, de logements pour recevoir des renforcements d'arête, collés. ■ 3°) Barre selon la revendication ^. caractérisée en ce que la barre porteuse est constituée par un profilé creux en métal léger. 15 4°) Barre selon la revendication 4, caractérisée en ce que les cavités du profilé creux en métal léger sont remplies de matériaux de renforcement dont la densité ne dépasse pas Of5 Kg par dm^. 5°) Barre selon la revendication 1, caractérisée 20 en ce que la barre porteuse de constructic;. Légère est principalement constituée d'une structure alvéolaire monobloc, qui est munie de renforcements d'arêtes en un matériau ayant un module d'élasticité relativement élevé. 6°) Barre selon la revendication 5, caractérisée 25 en ce que les surfaces extérieures de la.barre à structure alvéolaire sont munies d'une couche de protection pour améliorer la résistance mécanique. 7°) Barre selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'elle est réalisée sous la forme d'un élément porteur pour 30 un rail d'empilemeï*fe*-êbe torons. 8°) Barre porteuse de châssis d'un métier à tisser conforme à l'une quelconque des revendications de 1 à 7.