Brevet FR2061518A1 — publié le 19710625

L'invention concerne un fil ou une tige à surface hélicoïdale à pas constant, notamment un fil d'armature pour béton précontraint, ainsi qu'un procédé et un appareil pour la fabrication de celui-ci* 5 Jusqu'ici, les fils d'armature pour cons tructions «a "béton précontraint étaient fabriqués sous trois formes, -lisse* entaillée et toronnée® La fabrication du fil d'armature à surface lisse est la plus simple et la moins coûteuse, c'est celui que l'on fabrique en plus grande quantité et qui 10 est donc disponible avec le plus grand fchoix» Mais les avantages de la fabrication simple et de la productivité appréciable que permet le fil d'armature lisse sont diminués, au p»int de vue du consommateur, par le fait que la longueur dite d'ancrage de ce fil d'armature, c'est-à-dire la longueur à laquelle il peut 15 transmettre intégralement Ba force par adhérence au béton qui l'entoure, est-trop grande. Les inconvéïients similaires dtis à la très grande longueur d'adhérence devaient aussi être éliminés, dans les tiges d'armature laminées à chaud destinées aux constructions 20 en béton armé classique (non précontraint), par la création des aciers dits "périodiques"» Ces aciers périodiques se distinguent des aciers à béton à surface lisse par le fait que la surface latérale est munie de rainures, d'entailles et de nervures, de diamètre et d'espacement variables, qui font différents angles 25 d'inclinaison avec l'axe longitudinal de la tige» Etant donné que ces déformations se succèdent avec une certaine périodicité sur la surface latérale de la tige, les aciers à béton ainsi conçus sont appelés aciers périodiques* Le même que pour les tiges d'armature laminé-20 es à chaud des constructions en béton armé classique on utilise les aciers périodiques pour raccourcir la longueur d'adhérence, on a conçu les variantes entaillées et toronnées, déjà mentionnées, des fils d'armature pour constructions en béton précontraint. Etant donné que les fils d'armature utilisés dans les 35 constructions en béton précontraint présentent une solidité extrêmement grande et qu'en même temps ils sont très durs, leur mise au point constitue une technique assez difficile et dispen- BAD ORIGINAL 69 07841 -2- 20615.18 .dieuse en énergie» Bn outre, précisément à cause de la dureté notable de la matière, le voisinage des cannelures a tendance à présenter des microfissures qui diminuent" la solidité" permanente® 5 D'autre part, les expériences accumulées avec les fils'de précontrainte dits toronnés ne sont-pas beaucoup plus favorables* Dans ce cas,'il s1agit'de toronner trôis-fiïs plus minces pour former un fil d'armature® Chaque élément - de fil est un"fil d'armature à surface lisse et étant donné qu'ils sont 10 aussi fabriqués à partir d'une matière très solide et dure, il faut égalaient une force appréciable pour les toronner* Mais cela cause une rupture fréquente des fils* Le procédé lui-même devient ainsi coûteux car au lieu d'un seul il faut fabriquer trois éléments de fil* Etant donné le caractère délicat et coû-15 teux de cette technique, les fils toronnés n'ont pas pu se répandre non plus pour les constructions en béton précontraint* Pour éliminer les inconvénients ci-dessus, on s'est efforcé de fabriquer dés fils d'armature dont la surface latérale présente une structure hélicoïdale irrégulière 20 (déformée)* ■Antérieurement, pour fabriquer le fil d'armature présentant une structure géométrique, on commençait par fabriquer le fil de base ou l'élément de fil à génératrice rec-tiligne - à section autre que circulaire - et à l'étape suivante, 25 on déformait la génératrice rectiligne en imposant à ce fil un couple de rotation agissant dans le plan normal à l'axe longitudinal. On obtient des résultats analogues en faisant " passer à travers un outil spécial de tréfilage dont la section 30 intérieure présente une surface hélicoïdale irrégulière un fil à section primitivement circulaire non aplatie* Il est vrai que l'outil est soutenu mais il pivote librement. toutefois, les fils fabriqués par ces deux procédés sont à peine plus avantageux que les fils lisses en ce 55 qui concerne l'adhérence au béton. Leur longueur d'ancrage est aussi relativement grande» L'invention a pour but d'éliminer les incon- BAD ORIGINAL 69 0784; -3- 2061518 vénients techniques et économiques ci-dessus et plus précisément, de fabriquer un fil d'armature présentant une surface hélicoïdale pouvant être considérée comme équivalente dans n'importe quelle section, de même que le fil à surface lisse à générateur rectiligne, 5 mais aussi courte que dans le fil cannelé, et qui puisse enfin être fabriquée de façon simple et peu coûteuse avec une grande productivité» Pour atteindre le but visé, les inventeurs ont trouvé, à la suite de leurs expériences, deux solution». 10 Selon l'une, le fil ou la tige à surface hélicoïdale, notamment un fil d'armature pour béton précontraint, dont là section était initialement circulaire et régulière, présente une section circulaire aplatie le long d'au moins deux génératrices et présente une section longitudinale en forme de sur-15 face hélicoïdale irrégulière à pas constant et à filetage discontinu» Une autre caractéristique de l'invention réside dans le fait que la section est aplatie au maximum jusqu'à la grandeur du diamètre de noyau de la surface hélicoïdale tandis 20 que la section de profil des filetages, l'espacement de leurs filets et leur pas sont quelconques» Pour fabriquer le fil à surface hélicoïdale selon l'invention, on fait passer le fil à section initialement circulaire entre les cylindres à surface lisse et, par déforma-25 tion plastique à froid, on l'aplatit le long d'au moins deux génératrices, puis, après l'aplatissement mais de préférence dans le même processus que celui-ci, on fait passer le fil ainsi aplati, en continu, à travers un outil de tréfiLage soutenu mais tournant librement, présentant une filière à section creuse à 30 surface hélicoïdale irrégulière et à pas constant, ce qui forme sur le fil un filetage discontinu à surface hélicoïdale» On obtient la discontinuité du filetage sur la surface iatérale du fil sans aucune opération technique particulière, mais simplement par l'aplatissement du fil. 35 l'appareil nécessaire à la fabrication du fil à surface hélicoïdale selon l'invention présente un jeu de cylindres qui aplatit ie long de ses deux génératrices le fil à secBAD ORIGINAL 69 07841 -4- 2061518 tion primitivement circulaire, un outil de tréfilage soutenu mais tournant librement, présentant une filière à surface"hélicoïdale irrégulière à pas constant, dépourvu d'entraînement extérieur et s'enroulant autour du fil aplati, ainsi que des organes en eux-5 mêmes connus assurant le refroidissement, le graissage et l'appui des cylindres ainsi que de l'outil de tréfilage. Dans le cas où. l'on effectue l'aplatissement le long de plusieurs génératrices, l'appareil présente des jeux de cylindres qui aplatissent le long de plusieurs génératrices le fil à section primitivement cir-10 cuL aire* Une autre possibilité de réalisation de l'idée de l'invention, permettant d'atteindre le but visé, est la suivante» Le fil à surface hélicoïdale présente une sec-15 tion quelconque autre que circulaire et une section longitudinale constituant une surface hélicoïdale irrégulière continue à pas variable. Dans la fabrication de ce mode d'exécution, le fil ayant primitivement une section circulaire - sans aplatis-20 sement - on le fait passer en continu à travers un outil de tréfilage. soutenu, obligé par un entraînement extérieur à prendre une vitesse angulaire périodiquement variable et muni d'une filière à pas uniforme et on y forme ainsi un filetage continu à surface hélicoïdale irrégulière et à pas variable périodiquement. 25 On expliquera l'invention plus précisément à propos des dessins en.se basant seulement sur la première solution, car ce mode d'exécution est plus important du point de vue pratique. Sur les dessins : - la figure 1 est une coupe transversale 30 d'un fil d'armature à section primitivement circulaire , après l'aplatissement le long de deux génératrices; - la figure 2 représente sahématiquement l'appareil qui sert à aplatir un fil de section primitivement circulaire et à.rendre ensuite sa surface hélicoïdale; 35 - la figure 3 est un plan de l'appareil à aplatir et à former la surface hélicoïdale» Sur la figure 1, on voit le fil d'armature BAO ORIGINAL 69 07841 2061518 à section primitives! en. t circulaire que l'on a aplati le long de sa génératrice t. Après l'aplatissement, on forme sur la surface latérale du fil "l'hélice dont la caractéristique est que les filets sont discontinus par suite de l'aplatissement. Comme on peut le Toir par les dessins, on aplatit avantageusement la section primitivement circulaire régulière jusqu'à la grandeur du diamètre de noyau 3 de la surface hélicoïdale. Les figures 2 et'3 illustrent la fabrication du fil en deux opérations* -Au cours de la production, à partir du fil 4 à section primitivement circulaire, en fabrique le produit final en faisant d'abord passer le fil entre les cylindres à surface lisse 5. lie jeu. de cylindres 5 est de préférence vertical et leur sens de rotation est de préférence opposé, le fil 4, à section primitivement circulaire, est aplati par les cylindres à surface lisse 5 le long des génératrices 1. l'élément de fil aplati 6 ainsi obtenu est ensuite amené à 1*oui;il de tréfilage soutenu mais tournant librement, 7* Dans l'outil 7, une filière à surface hélicoïdale irrégulière est formée par n'importe quëLprocédé connu, par exemple par étincelage. le fil passe en continu à travers l'outil de tréfilage 7. Sa principe^ cet outil 7 est conçu pour fabriquer un fil à surface hélicoïdale continue» A proprement parler, la surface hélicoïdale à filet discontinu est formée, sans aucune opération technique jartieulière, simplement par le fait que l'on fait passer, à travers l'outil 7, non pas un fil à section circulaire régulière mais ttn élément de fil déjà aplati, l'outil 7 ne présente pas d'entrain eaient extérieur et peut tourner librement autour de son axe longitudinal» l'outil 7 simplement soutenu s'enroule tout simplement auteur de l'élément de fil aplati 6 çxi passe au travers et il forme ainsi la surface hélicoïdale irrégulière 2t à filet, discontinu. l'avantage du fil d'armature à surface hélicoïdale suivant l'invention réside dans le fait que, de même que dans le cas du fil à surface lisse et à génératrice rec-tiligne, toutes ses sections transversales sont équivalentes, que sa longueur d'ancrage est sassi courte que celle des fils cannelés, que sa fabrication est moins coûteuse que celle de tout fil périodique antérieurement connu» l'appareil de fabrication BAD ORIGINAL 69 07841 _6_ 2061518 de ce fil, qui fait aussi l'objet de l'invention, est notablement «oins coûteux à fabriquer et m outre ©n peut le faire fonctionner de façon beaucoup plus simple que les appareils similaires antérieure» Ses composants ont souvent «aie plus grand® longévité 5 que les appareils connus ®t toute la technique est notablement plus rentable que les techniques antérieures» Outre l'économie primaire réalisée dans la fabrication, le fil d'armature à surface-hélicoïdale selon 1'invention procure encore, dans l'industrie de la construction en 10 profondeur et en hauteur, d'autres économies secondaires de temps, de matériaux et de frais» BAD ORIGINAL 69 07841 7 2061518 - SE7ENBIOAÎIOIS - 1°) - Fil ou tige à surfape hélicoïdale étiré à froid, notamment fil d'armature pour "béton précontraint, caractérisé par le fait que, formé à partir d'un fil initial à section circulaire régulière, il présente une section aplatie le long 5 d'au moins deux génératrices et qu'en outre, il présente une surface hélicoïdale irrégulière (déformée) à pas contant ou variable, le filet étant discontinu à l'endroit des aplatissements. 2°) - Ml ou tige selon la revendication 1, caractérisé par le fait que sa section est aplatie au maximum 10 jusqu'au diamètre de noyau de la surface hélicoïdale. 3°) - Procédé de fabrication d'un fil oxi d'une tige selon les revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que l'on fait passer le fil à section circulaire entre des cylindres à surface lisse et que, par déformation plastique à 15 froid, on l'aplatit le long d'au moins deux génératrices, qu'ensuite après l'aplatissement et de préférence dans le même processus que celui-ci, on fait passer en continu le fil ainsi aplati à travers un outil de tréfilage soutenu mais tournant librement, présentant une filière à pas constant, ce qui forme sur le fil 20 un filetage discontinu. 4°) - Procédé de fabrication d'un fil ou tige selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que l'on fait passer le fil en continu à travers un outil de tréfilage soutenu, obligé par un entraînement extérieur à prendre 2 5 une vitesse angulaire périodiquement variable et muni d'une filière à pas -uniforme et qu'on y forme ainsi un filetage continu à pas variable périodiquement. 5°) - Appareil pou^la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 3, caractérisé par le fait qu'il pré-30 sente un jeu de cylindres qui aplatit le long de ses deux génératrices le fil à seetion primitivement circulaire, un outil de tréfilage soutenu mais tournant librement, présentant une filière à surface hélicoïdale irrégulière à pas constant, dépourvu d'entraînement extérieur et s'enroulant autour du fil aplati, ainsi que 35 des organes en eux-mêmes connus assurant le refroidissement, le graissage et l'appui des oylindres et de l'outil de tréfilage. BAD ORIGINAL 69 07841 2061518 6°) - Appareil pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 4, caractérisé par un outil de tréfilage comportant une surface irrégulière (déformée) et de pas constant, tournant autour du fil, soutenu et entraîné à une vitesse variant périodiquement, ainsi que des organes en eux-mêmes connus assurant le refroidissement, le graissage et l'appui des cylindres ainsi que le tréfilage» bad original