Brevet FR2132531A1 — publié le 19721124

La présente invention concerne la fabrication de poutrelles évidées utilisées notamment en construction métallique et plus particulièrement un perfectionnement au procédé de décor page à froid en dents de scie ou analogue des âmes de poutrelles métalliques et autres profilés, par poinçonnage-cisaillage, tel qu'il a été décrit dans le brevet français 1 322 441, en vue d'obtenir des poutrelles à ame évidée par un moyen plus avantageux que celui décrit dans le brevet français précité. Les poutrelles en résuI# tant présentent, pour un profil ajouré déterminé, un fléchissement sous charge plus faible par rapport à une poutrelle ajourée similaire obtenue par les moyens connus. Suivant le procédé décrit dans le brevet français 1 322 441, on découpe à froid lesdites ames par poinçonnage suivant des directions obliques par rapport au sens du laminage et par cisaillage suivant des directions sensiblement parallèles aux ailes des poutrelles å âme pleine de série standard généralement utilisées, de façon à obtenir des lignes de découpage continues en dents de scie ou analogues sur deux éléments indépendants, pouvant ensuite être soudés après un décalage approprié de l'un desdits éléments par rapport à l'autre de façon à constituer une poutrelle de hauteur accrue présentant sur son âme une série d'évidements identiques, équidistants et symétriques. Ce procédé, indépendamment du gain de temps qu'il procure, présente en outre l'avantage de permettre notamment de substituer un cisaillage à froid sans bavure des parties voisines desdites ailes, à un découpage au chalumeau. il en est de meme pour les bords des parties obliques poinçonnées qui sont également exemptes de bavure. La présente te invention permet comme précédemment d'obtenir des poutrelles de hauteur accrue par rapport à la hauteur de la poutrelle à ame pleine initiale utilisée, avec le mdme nombre de soudures médianes s'étendant entre des évidements de m8me longueur que dans le cas du brevet français précité, mais présentant une résistance au flambage accrue par rapport à celles obtenues suivant le procédé connu. Ce résultat a pu cotre obtenu notamment en réduisant la hauteur des zones poinçonnées de façon à obtenir des évidements ayant la même longueur dans le sens longitudinal et la meme hauteur maximum, mais présentant vers leurs parties externes transversales des créneaux correspondant à une réduction de la surface desdits éléments. C'est en combinant selon la présente invention le poinçonnage sur une hauteur réduite des parties inclinées desdits évidements et le cisaillage à froid de l'âme du profilé au voisinnago des ailes que l'on obtient des évidements comportant des créneaux à la partie supérieure et à la partie inférieure des évidements précités. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaitront en consultant la description qui va en être faite, ainsi que le dessin annexé sur lequel - les figures 1, 2, 3 et 4 représentent une vue de face et de profil respectivement d'une poutrelle à ftme pleine découpée à froid par poinçonnage et cisaillage (figures 1 et 2) ainsi que dtune poutrelle à âme évidée d'une plus grande hauteur obtenue suivant le procédé décrit dans le brevet français précité n0 1 322 441, (figures 3 et 4). - la figure 5 est une vue de face d'une âme de poutrelle pleine standard découpée à froid selon le nouveau procédé conforme à l'invention. - la figure 6 est une coupe suivant VI-VI de la poutrelle de la figure 5. - la figure 7 est une vue de face d'une poutrelle à âmes évidées de plus grande hauteur obtenue suivant le nouveau procédé. - la figure 8 est une coupe suivant Vili-Vili de la poutrelle de la figure 7. - la figure 9 représente schématiquement un essai de flambage sous charge d'une poutrelle ajourée, - les figures 10 et 11 sont des vues agrandies de deux fractions comparables de poutrelles obtenues par découpage à froid - la figure 10 montre l'ancienne membrure d'un évidement de hauteur H et de largeur L obtenu suivant le procédé connu, et la figure 11 illustre la membrure résultant de l'utilisation du procédé perfectionné selon la présente invention, également d'un évidement de hauteur H et de largeur L. En examinant le dessin, on peut voir sur la figure 1 une poutrelle standard à âme pleine référencée 1 de profil en I avec une âme 2A ayant subi un découpage à froid ; 3a et 3b référencent respectivement l'aile inférieure et l'aile supérieure de la poutrelle standard précitée. L'âme 2A précitée présente des parties enlevées par poinçonnage référencées 4a et 4b ainsi que des parties décou- pées par cisaillage Sa, erOte supérieure et 5b crête inférieure, avec, sur la partie droite du dessin de la figure 1, des parties d'åme enlevées par poinçonnageS entre les cotés rapprochés desquels le découpage par cisaillage n3a pas encore été exécuté. La figure 2 est une coupe suivant II-II de la pou trelle de la figure 1. Cette figure montre la hauteur de la poutrelle originale à tme pleine utilisée ainsi que la répartition des parties découpées par poinçonnage et cisaillage conformément au brevet français 1 322 441. Sur la figure 3 on voit une Gme ajourée -2B résultant de la soudure des deux parties obtenues par le découpage illustré à la figure 1 ; on voit sur cette figure des évidements en forme sensiblement d'un hexagone symétrique par rapport à l'axe médian Xl, X2 et présentant une hauteur H, une longueur L, et une membrure 6a supérieure et une membrure 6b inférieure. On voit également sur cette figure le long de l'axe Xl, X2, des# zones de soudure 7 d'égales longueurs reliant entre elles les deux parties en dents de scie provenant du découpage de la poutrelle à ame pleine initiale comme représenté sur la figure 1. La figure 4 est une coupe suivant la ligne IV-IV de la poutrelle ajourée de la figure 3. Sur la figure 5 on voit une poutrelle standard à $me pleine référencée 1 identique à celle illustrée sur la figure 1 précitée, mais cette fois les parties découpées à froid par poinçonnage et cisaillage ont été réalisées conformément à la présente invention. D'une part, les parti de l'@me enlevée par poinçon nage référencées 8a et 8b sont plus petites que les parties enlevées par poinçonnage de la figure 1 (référencées 4a9 4b), et d'autre part les parties intermédiaires découpées par cisaillage référencées 9a, niveau supérieur, et 9b, nouveau inférieur présentent un profil rappelant les trois cotés formant le sommet d'un trapèze, alors que précédemment dans le procédé connu 12 opération de cisaillage consistait en une découpe dfune ligne droite, faite entre les petits cotés rapprochés des parallélogrammes 4a et 4b, en alignement et dans le prolongement des petits cités précités. La figure 6, qui est une coupe suivant VI-VI de la poutrelle représentée sur la figure 5, est une figure équivalente à la figure 2, qui est une coupe suivant Il-Il de la poutrelle de la figure 1. En comparant la figure 5 à la figure 1, on voit nettement que la nouvelle membrure est plus petite que l'ancienne. Sur la figure 7, on peut voir une poutrelle ajourée avec une $me ajourée 2D de même hauteur que l'amie 2B précitée de la figure 3, avec des évidements présentant les mêmes caractéristiques de hauteur H et de longueur L, et des parties soudées 10 réparties le long de l'axe Xl, X2 ou ligne médiane, ces parties soudées 10 ayant sensiblement la même longueur que les parties soudées correspondantes (7), de la figure 3, mais cette fois la membrure des évidements est plus petite que celle résultant du procédé connu décrit dans le brevet français précité. On voit de plus sur cette figure de part et d'autre de la ligne médiane Xl, X2 de symétrie de la poutrelle ajourée, respectivement une ligne il dans la moitié de l'Sme supérieure à la ligne médiane, et une ligne 12 dans la moitié de l'äme inférieure. Au niveau de la ligne 11 précitée se répartissent les petits cotés supérieurs 13 et 14 de deux éléments poinçonnés consécuritfs 8a et 8b et au niveau de la ligne 12 se répartissent les petits cotés inférieurs 15 et 16 de deux éléments poinçonnés consécuritfs 8a et 8b. La figure 8 est une coupe de l'amie découpée telle que représentée sur la figure 7. La figure 9 nous montresque sous charge, toutes les flexions locales s'ajoutent, Les figures 10 et il sont des dessins agrandis respectivement d'une moitié d'un évidement ou partie ajourée selon le procédé connu illustré figure 3 (figure 10) et d'une moitié d'un évidement réalisé selon le nouveau procédé perfectionné comme illustré à la figure 7, (figure 11). Ces figures sont destinées à mieux faire ressortir notamment la diminution du fléchissement sous charge d'une poutrelle ajourée selon l'invention, ainsi que d'autres résultats industriels inattendus apportés par le perfectionnement du procédé de découpage à froid selon la présente invention. En comparant la longueur des membrures des parties évidées c'est à dire 6a d'une part (figure io) et 9a d'autre part (figure 11), on constate que les membrures suivant le nouveau sont considérablement diminuées par rapport à celles obtenues par l'ancien procédé ou suivant les procédés antérieurement connus, ce qui a pour conséquence de produire par le seul fait du nouveau procédé de poinçonnage-cisaillage tel quíil vient d'être décrit, des poutrelles ajourées présentant une résistance accrue au flambage. En effet, le procédé selon l'invention diminue les flexions locales des membrures au droit de toutes les parties évidées sous une charge donnée, (voir poutre sous charge illustrée sur laafigure 9), et de ce fait diminue la flèche de la poutre sous cette ttme charge. La floche F1 de la figure 10 est nettement plus grande que la flèche F2 de la figure 11. Ces deux floches résultant d'un effet sous charge effectué dans des conditions identiques sur une poutrelle ajourée de type connu et une poutrelle ajourée conformément au procédé perfectionné selon l'invention. Cet avantage qui se révèle important pour toutes les poutres ou poutrelles, solives ou autres éléments employés en construction, est encore beaucoup plus important lorsqu'il s'agit des poutres de chemins de roulements par exemple9 pour lesquels les flexions locales au passage des galets ont une très grande importance. Un autre avantage non négligeable résultant du nouveau procédé est de nécessiter pour la double opération de poinçonnage et de cisaillage une presse moins importante 9 ce qui a pour effet un gain de place et un gain dçénergie. Enfin, le nouveau procédé permet de réaliser un ensemble poinçon-matrice d'une solidité beaucoup plus grande que l'ensemble poinçon-matrice précéssemment nécessaire9 ce qui augmente la rentabilité du matériel utilisé nécessaire conformément au procédé perfectionné selon la présente invention Il est évident que les formes des parties cisaillées ou poinçonnées décrites ci-dessus ne sont qutun exemple non limitatif du procédé constituant l'invention0 Par exemple les parties poinçonnées peuvent Qtre plus longues ou plus courtes par rapport aux parties découpées et leurs extrémités peuvent être arrondies ou rectangulaires ; de même, les parties découpées peuvent #tre plus ou moins inclinées par rapport aux parties poinçonnées et les lignes droites peuvent être remplacées par des lignes galbées sans pour cela sortir du cadre de la présente invention. Le procédé décrit peut s'appliquer aussi bien à des tales qu'à des profilés métalliques, et à toutes autres matières pouvant astre découpées. REVENDICATIONS 1. - Procédé de fabrication de poutrelles à âme ajourée, par découpage à froid en dents de scie ou analogue de lâme pleine d'une poutrelle en deux parties, le découpage précité étant effectué par enlèvement de bandes de matière par une série de poinçonnages transversaux de ltâme sur une certaine hauteurs et cisaillage des éléments linéaires raccordant entre eux les petits côtés des parties poihçonnées, caractérisé par le fait que l'on remplace le cisaillage linéaire rectiligne de raccordement habituel par le cisaillage en forme de U qui comprend une partie rectiligne parallèle aux semelles de la poutrelle initiale avec une partie rectiligne en retour à chaque extrémité, se raccordant respectivement à une extrémité d'une bande de matière enlevée par poinçonnage transversal de l'âme, ladite partie poinçonnée occupant de ce fait, toutes choses égales par ailleurs, une hauteur réduite par rapport à l'alignement desdites parties rectilignes. 2e ~ Poutrelle ajourée résultant de l'utilisation du procédé selon la revendication 1.