Brevet FR2142923A1 — publié le 19730202

Les profilés de poutrelle utilisés dans la construction métallique et présentant les formes usuelles de section transversale, tels que les poutrelles en I, en T, en U et analogues, sont fabriqués dans leur ensemble par laminage d'un boudin. Ces installations de laminage sont relativement onéreuses en ce qui concerne les outils de profilage et la consommation d'énergie, à quoi s'ajoutent encore des coûts de matière qui sont, toutes comparaisons faites, assez élevés. Par conséquent, le problème posé à la présente invention consiste à éliminer ces défauts et à créer un profilé de poutrelle pour charpente légère susceptible d'être fabriqué uniquement par façonnage à froid en continu à de faibles coûts de fabrication moyennant, toutes proportions gardées, de minimes dépenses en énergie, tandis que les caractéristiques de stabilité, telles que le moment d'inertie, la limite de charge, la résistance au flambage, etc... demeurent pour le moins équivalentes aux caractéristiques présentées par les profilés connus fabriqué par laminage d'un boudin. La présente invention résout le problème posé essentiellement par le fait que la totalité des âmes et des ailes des profilés est réalisée à double paroi, le profilé se composant au maximum de deux feuillards métalliques pliés dont les bord longitudinaux sont assemblés par soudage par rapprochement. Le profilé de poutrelle pour charpente légère suivant l'invension est façonné à partir de tôle d'acier relativement mince, d un prix avantageux, et peut être fabriqué d'une manière simple par façonnage continu à froid moyennant des dépenses relativement minimes en énergie. En vue d'accroître la limite de charge de profilés de poutrelles de ce genre pour charpente légère, il est possible suivant l'invention de relier de manière solidaire l'une à l'autre les deux parois se trouvant l'une contre l'autre dans les âmes ou ailes à double paroi des profilés, au moyen d'un soudage par points ou d'un procédé similaire. Pour fabriquer le profilé de poutrelle pour charpente légère suivant l'invention, il est particulièrement avantageux de mettre en oeuvre un procédé suivant lequel on façonne en continu à la forme voulue un ou deux feuillards métalliques, et qui est caractérisé par le fait que le ou les feuillards métalliques sont repliés sur eux-mêmes en un profilé creux, fendu, dont la forme est adaptée dans une grande mesure à la forme définitive du profilé recherché, par le fait qu'ensuite les côtés longitu-dinaux du ou des feuillards métalliques, qui délimitent les fentes du profilé creux, sont soudés bord à bord, et par le fait, enfin, que le profilé creux fermé est comprimé à la forme définitive du profilé.C'est surtout au cours de la compression du profilé creux déjà soudé à la forme du profilé définitif que l'allongement et le refoulement de la tôle aboutissent à un écrouissage qui a pour conséquence une amélioration des propriétés du matériau et, partant, des caractéristiques de stabilité du profilé définitif à double paroi. Le procédé suivant l'invention peut être mis en oeuvre pour les formes les plus diverses de section transversale, étant entendu que l'on prend, au départ, un feuillard pour le plier en un profilé creux à la manière d'un tube, puis pour le souder bord à bord, ou bien deux feuillards qui, mis en forme de manière correspondante, constituent un profilé creux qui est fermé ensuite par deux cordons de soudure. Enfin, le profilé creux soudé est comprimé à la forme définitive du profilé, si bien que l'on obtient un profilé de poutrelle pour charpente légère qui peut être fabriqué à bon compte à partirde tôle d'acier d'un prix avantageux et qui présente pour le moins les mêmes propriétés que les profilés traditiomiels fabriqués par laminage d'un boudin et présentant la même forme de section transversale. Poui aocroitre la limite de charge d'un profilé de poutrelle pour charpente légère conforme à l'invention, il est possible de relier, en complément, les parois doubles du profilé definitif par des points de soudure. Il est particulièrement avantageux de mettre en oeuvre le procédé suivant l'invention avec un dispositif comportant des cylindres dIsposés en file ou en ligne par lesquels le ou les feuillards métalliques sont repliés sur eux-mêmes en un profilé creux, fendu, un dispositif à souder, le cas échéant un dispositif H raboter le cordon de soudure, un dispositif de refroidissemen-G du cordon chaud de soudure et des cages de calibrage ínctvllées à la suite du dispositif de refroidissement pour réaliser la mise en forme définitive du profilé, tandis que ledit dispositif est caractérisé par le fait qu'à la suite des cylindres disposés en ligne et avant le dispositif à souder il est prévu, suivant le cas, une ou deux lames s insérant dans la ou les fentes béant entre les bords en tôle du profilé creux encore fendu, afin de guider les bords de tôle, et par le fait qu'un dispositif à souder par points est installé, le cas échéant, à la sortie des cages de calibrage. Le guidage précis des bords de tôle permet d'assurer un cordon ou deux cordons de soudure réalisés de manière parfaitement rectiligne et alignés avec précision, car le profilé creux préfaçonné pénètre dans la bonne position dans le dispositif à souder. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre en regard des dessins annexés qui représentent, schématiquement et simplement à titre d'exemples, différents modes de réalisation de la section transversale de profilés de poutrelle pour charpente légère et un dispositif pour fabriquer des profilés de ce genre. Sur ces dessins La figure 1 est une vue schématique de profil d'un dispositif suivant l'invention pour fabriquer des profilés de poutrelle pour charpente légère. Les figures 2 à 5 sont des vues en coupe transversale du feuillard métallique mis en forme ou de la forme du profilé réalisée aux différents stades du façonnage pour la fabrication d'un profilé de poutrelle en T. Les figures 6 et 7 sont des vues de deux modes de réalisation d'un dispositif à souder par points, destiné à relier les doubles parois d'un profilé défilant en continu, et Les figures 8 à 13 sont des vues de différentes formes de section transversale de profilés de poutrelle pour charpente légère suivant l'invention et des profilés de départ qui leur correspondent et qui sont réalisés à partir de feuillards pliés en forme de profilés creux, fendus. Suivant la figure 1, un feuillard 2 est conduit depuis un dévidoir 1, par des rouleaux de guidage 3, dans des cylindres 4 disposés en ligne, dans lesquels le feuillard 2 est replié sur lui-même conformément à la figure 2 en un pmfilé creux ra fendu. Une lame 5 qui pénètre dans la fente entre les deux bords de tôle et qui est prévue en amont d'un dispositif à souder 6 qui n'est pas représenté plus en détail, sert à guider et à dresser les bords en tôle du profilé creux. Une fois le profilé creux soudé, il traverse une cage refouleuse 2 dans laquelle le cordon de soudure longitudinal sur le profilé creux subit un écrouissage.Après la soudure d'assemblage des bords de tôle et après l'écrouissage dans la cage refouleuse 7, le cordon de soudure est raboté et nivelé sur le côté extérieur du profilé au moyen d'un dispositif 8, puis refroidi dans un dispositif de refroidissement 9. A la sortie du dispositif de refroidissement 9, le profilé creux soudé est comprimé à la forme 2b définitive dans les cages de calibrage désignées par la référence 10, ainsi que le montrent en deux stades successifs les figures 4 et 59 En vue d'obtenir une limite de charge accrue du profilé de poutrelle, il est possible de monter après les cages de calibrage 10 un dispositif à souder par points au moyen duquel on peut relier, en supplément, par des points de soudure les doubles parois du profilé définitif.Deux modes de réalisation possibles pour un tel dispositif à souder par points sont illustrés aux figures 6 et 7. Dans le mode de réalisation suivant la figure 6, on applique et retire deux électrodes-bâtons 11 contre l'âme du profilé 2b en T, tandis que dans le mode de réalisation suivant la figure 7, l'âme du profilé 2b en T se trouve en contact avec deux électrodes 12 rotatives. Ces électrodes 12 rotatives peuvent être alimentées par intermittence en courant électrique, si bien que la double paroi de l'âme sera soudée par des points en fonction de l'intervalle dans le temps de l'alimentation en énergie. Mais il est également possible de réaliser les électrodes rotatives sans aucune difficulté sous forme de roues dentées et de les alimenter en permanence en énergie, si bien que la distance d'un point de soudure à l'autre correspond à l'entredent. Il est donc possible de fabriquer d'une manière simple, à l'aide du dispositif qui vient d'être décrit, des profilés de poutrelle pour charpente légère à partir de feuillards métalliques, profilés qui présentent pour le moins des caractéristiques de résistance égales à celles de profilés de poutrelle traditionnels.Ainsi que le montrent les figures 2 à 5 et 6 et 7, le feuillard 2 dévidé en continu est plié par des cylindres profilés 4a en un profilé creux 2a fendu (figure 2), puis soudé et conduit à travers une cage refouleuse équipée des cylindres profilés 7a et finalement comprimé dans des cages de calibrage 10, par exemple au moyen des cylindres profilés 10a et lOb, en un profilé 2b définitif, tandis que les doubles parois du profilé sont encore reliées, le cas échéant, dans des dispositifs 11 ou 12 à souder par points qui sont installés en aval des cages de calibrage. Les figures 8 à 13 représentent encore une fois les formes de profilés creux à partir desquelles on peut travailler pour obtenir différentes formes de profilé de poutrelle. La figure 8 montre, par exemple, comment un profilé en I suivant la figure 9 peut être réalisé à l'aide de deux feuillards métalliques pliés. A cet effet, il faut évidemment que les deux feuillards 2a soient mis, chacun séparément, à la forme représentée avant d'être réunis l'un à l'autre et assemblés dans le dispositif à souder par deux cordons longitudinaux de soudure. Il en est de même pour le profilé représenté à la figure 11 qui est, lui aussi, réalisé à partir de deux feuillards 2a qui sont repliés sur eux-mêmes (figure 10), puis assemblés l'un à l'autre par soudure. Les figures 13 et 14 illustrent encore une fois la fabrication d'une poutrelle en T. Il s'est avéré qu'il est possible, à l'aide du procédé suivant l'invention, de fabriquer des profilés à double paroi présentant les formes les plus diverses de section transversale, tandis que les caractéristiques de stabilité des profilés de poutrelle suivant l'invention pour charpente légère sont égales, voire supérieures à celles des profilés qui sont fabriqués de la manière usuelle par laminage d'un boudin et qui reviennent plus cher. REVENDICATIONS 1. Profilé de poutrelle pour charpente légère, caractérisé par le fait que la totalité des âmes et des ailes de profilé est réalisée à double paroi, le profilé (2b) se composant au maximum de deux feuillards métalliques pliés dont les bords longitudinaux sont assemblés par soudage par rapprochement. 2. Profilé de poutrelle pour charpente légère suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que les deux parois se trouvant l'une contre l'autre dans les âmes ou les ailes à double paroi du profilé sont reliées solidairement l'une à l'autre par soudage par points ou par un procédé similaire. 3. Procédé pour fabriquer un profilé de poutrelle pour charpente légère suivant la revendication 1 ou 2, procédé suivant lequel on façonne en continu à la forme désirée un ou deux feuillards métalliques et qui est caractérisé par le fait que le ou les feuillards sont repliés sur eux-mêmes en un profilé creux, fendu, dont la forme est adaptée dans une grande mesure à la forme définitive du profilé recherché, par le fait qu'ensuite, les côtés longitudinaux du ou des feuillards, qui délimitent les fentes du profilé creux, sont soudés bord à bord, et par le fait qu'enfin, le profilé creux fermé est comprimé à la forme définitive du profilé. 4. Procédé suivant la revendication 3, caractérisé par le fait qu'en complément, les doubles parois du profilé définitif sont reliées par des points de soudure. 5. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé suivant la revendication 3 ou 4, comportant des cylindres disposés en ligne, par lesquels le ou les feuillards sont repliés sur eux-mêmes en un profilé creux, fendu, un dispositif à souder, le cas échéant un dispositif à raboter le cordon ou les cordons de soudure, un dispositif de refroidissement du ou des cordons chauds de soudure, et des cages de calibrage installées à la suite du dispositif de refroidissement pour réaliser la mise en forme définitive du profilé, dispositif caractérisé par le fait qu'à la suite des cylindres (4) disposés en ligne et avant le dispositif à souder (6), il est prévu une ou des lames (5) qui s'insèrent chacune dans la ou dans une des deux fentes béant entre les bords en tôle du profilé creux encore fendu, afin de guider les bords de tôle, et par le fait qu'un dispositif (11, 12) à souder par points est installé, le cas échéant, à la sortie des cages de calibrage (10).