Brevet FR2289265A1 — publié le 19760528

La présente invention concerne un procédé de raidis- sement en continu d'un élément métallique du type poutre pou treille ou plaque, présentant au moins une âme plane et obtenu de SréÎerence par profilage â froid. L'invention concerne bien entendu également l'élement métallique obtenu par la mise en oeuvre du Procédé et le dispositif permettant le raidissement en continu d'un tel élément métallique. On sait qu'au cours de L'opération de profilage d'un élément métallique, les différents points du profil parcourent des distances différentes ce qui amène, du fait du dépassement des l mites élastiques, des contraintes résiduelles disparates tout u long du profil. Pour éviter que de tells discordances se retrouvent le long du profil, il est connu de rétablir les contraintes résiduelles en raidissant l'âme du profil au moyen de déformaticns plus ou moins régulières. Une telle opération de raidissement permet à l'élément métallique profilé de sortir rectiligne au lieu de sortir déformé de point en point. Cependant, la pratique d'une telle opération se faisant sur l'élément métallique fini, elle exige un-excédent de main-d'oeuvre, de matériel, de transport,puisque l'opération de. déformation,par exemple par estampage,est entièrement distincte, donc supplementaire,de l'opération de profilage. On sait également que dans le domaine de la-construc- tion, lorsque l'on doit utiliser des poutres ou des poutrelles â résistance variable, le technicien est amené a calculer la re- sistance au flambage des profils considérés, pour la comparer aux contraintes prévues dans les constructions, avant de déterminer si les profils doivent être raidis et, dans l'affirmative, la forme et la- quantité des déformations constituant les zones de raidissement. La présente invention a pour but de remédier aux In- convénients précités et, â et effet, elle a pour objes un procédé permettant de raidir en continu un quelconque élément métallique de section droite indifférente, le aidissement s'ef- fectuant lors de la fabrication dudit élément, c est-a-dire sans opération supplémentaire, de preference à la sortie du train de laminoir assurant le profilage. En outre, un tel procédé a l'avartage de fournir au technicien des profils dont la résis- tance est déterminée s l'avance d'une tanière très précise en fonction de la forme1 de la position et du nombre de déformations exécutées dans. l'âme des profils :du fat de la très grande variété concevable d?'is l'exécution de ces déformations, le technicien aura ainsi à sa disposition un large éventail de profils dont la résistance sera particulièrement adaptée aux contraintes imposées par la construction réalisée. La présente invention a pour objet un procédé de raidissement ren continu d'un é-lément métallique, caractérisé par le fait que l'on réalise dans l'âme dudit élément métallique des déformations consistant en des rainures allongées parallèles les unes aux autres, régulièrement espacées et pratiquées alternativement Bn creux et en relief par rapport à la surface de l1âme,- perpendiculairement au plan de symétrie longitudinale de 1'élément. Dans un mode préféré de réalisation, on réalise les rainures en alternance > en creux en en relief dans l'âme de l'élément métallique, en introduisant ladite âme et en la-déplaçant en translation entre au moins une paire de galets parallèles comportant chacun, sur leur surface latérale en contact avec respectivement l'une et l'autre face de 1 'âme, au moins une en taille et au moins une excroissance sensiblement complémentaire de 1'entaille, lesdits galets tournant en sens inverse selon un mouvement de rotation de même vitesse et étant disposés l'un par rapport à l'autre de sorte que l'excroissance d'un galet s'emboîte dans l'entaille de l'autre galet, lors de leur rotation, l'âme de Itélément métallique passant entre les deux galets selon une direction perpendiculaire aux axes de rotation de ces derniers pour y subir entre une excroissance, exactement emboîtée dans une entaille, et ladite entaille les déformations précitées. La présente invention a également pour objet le produit industriel nouveau que constitue un élément métallique caractérisé par le fait que son âme présente des déformations assurant le raidissement de l'élément métallique, lesdites déformations consistant en des rainures allongées, parallèles les unes aux autres, régulièrement espacées et pratiquées alternativement en creux et en relief par rapport à la surface de l'ame, perpendiculairement au plan de symétrie longitudinale de l'élément. L'élément peut présenter une section droite en U, en H, en Is en Oméga, en L ou en X, son âme comportant des gorges et des ner- vures réalisées en alternance. La présente invention a enfin pour objet un disposi tif pour le raidi#sement en continu d'un élément métallique, caractérisé par le fait qu'il se compose d'au moins une paire de galets identiques et parallèles, comportant chacun au moins une entaille et au moins une excroissance sensi#e#ent complenentaire de l'entaille, lesdits galets tournant en sens inverse selon un mouvement de rotation de même vitesse et étant disposés l'un par rapport à l'autre de sorte que l'excroissance d'un galet s'emboîte dans l'entaille de l'autre galet, lors de leur rotation en sens inverse, toute génératrice d'un galet étant séparée de sa génératrice correspondante, en vis-à-vis sur l'autre galet, d'une distance égale à l'épaisseur de l'âme de 1 ' élément métallique à raidir. Dans un mode préféré de réalisation, la profondeur de l'entaille est égale à la hauteur de l'excroissance additionnée de l'épaisseur de l'élément métallique à raidir ; chaque galet comporte, en nombre équivalent, de une à quatre entailles et excroissances ; chaque excroissance d'un galet consiste en une plaquette fixée audit galet par vis ou moyens anologues, selon une droite parallèle à l'axe de rotation du galet ; le sommet de toute plaquette et le fond de toute entaille d' un. galet sont plats ; chaque galet et chaque plaquette sont en acier dur, par exemple en acier au nickel-chrome. Pour mieux faire comprendre l'objet de la présente invention, on va décrire ci-après, à titre d'exemples purement illustratifs et non limitatifs, diverses formes de réalisations de l'invention en référence aux dessins annexés sur lesquels la figure 1 est une vue de dessous d'un profil en oméga, comportant sur son âme centrale des gorges et des nervures réalisées en alternance pour raidir ladite âme 1 la figure 2 est une vue en section droite du profil de la figure 1 la figure 3 est une vue de face des deux galets constituant le dispositif pour le raidissement d'un profil, celui-ci étant présentement schématisé sous la forme d'un profil à section droite en U, en cours de déformation pour son raidissement entre lesdits galets la figure 4 est une vue selon la coupe IV-IV du dispositif de la figure 3, illustrant les mouvements de rotation des deux galets et de translation du profil en cours de raidis- serment la figure 5 est une vue en perspective d'un dispositif pour le raidissement d'un profil à section droite en I, ce dispositif comportant deux galets munis chacun sur leur face latérale de deux entailles et de deux plaquettes constituant les excroissances complémentaires desdites entailles. En se référant aux dessins et, en particulier, aux figures 3 à 5 représentant le dispositif de raidissement selon l'invention, on voit que l'on a désigné par 1 et 2, respectivement,un galet supérieur et un galet inférieur, entre lesquels est introduit le profil 3 à déformer, pour être raidi. Dans l'exemple représenté, chaque galet 1 et 2 a la forme générale d'un cylindre, d'axe horizontal, respectivement la et lb. En outre, chaque galet présente sur sa face latérale deux entailles 4 et deux excroissances 5, chaque entaille et chaque excroissance étant disposée,selon une ligne parallèle à l'axe horizontal du cylindre, de sorte que chaque entaille soit encadrée par les deux excroissances et que chaque excroissance soit encadrée par les deux entailles, l'alternance précitée entre les entailles et les exeroissances se faisant régulierement à 90 degrés sur le pourtour du galet. L'entaille 4 s'étend sur la presque totalité de la paroi du cylindre : elle est pratiquée de façon que son fond soit plat et que ses bords se terminent en demi-cercles. Chaque excroissance 5, disposée à 90 degrés d'une entaille 4, est obtenue en fixant au galet, au moyen de vis 6, une plaquette dont le sommet est plat et dont la face inférieure, en contact avec la paroi latérale du galet, est d'une concavité telle que la plaquette s'applique étroitement sur le galet. La hauteur d'une plaquette est par construction sensiblement égale à la profondeur d'une entaille diminuée de l'épaisseur de l'âme du profil à raidir. Enfin, la plaquette s'étend sur la presque totalité de la paroi latérale du cylindre et sa longueur est par construction égale à celle de l'entaille diminuée de deux fois l'épaisseur de l'âme du profil à raidir. Les deux galets 1 et 2, rigoureusement identiques, sont entraînés en rotation autour de leurs axes la et lb, de préférence au moyen d'un seul dispositif d'entraînement. Les sens de rotation des deux galets sont contraires, c'est-à-dire que si la rotation 7 du galet supérieur 1 est, par exemple, de sens direct, la rotation du galet inférieur 2 est dans le même temps de sens rétrograde.Enfin, les vitesses de rotation des galets 1 et 2 sont identiques : dans de telles conditions, l'entralnement des galets 1 et 2, à l'aide d'un dispositif-unique, s'obtiendra àisément en montant sur l'arbre la un premier engrenage et sur l'arbre lb un second engrenage identique au premier, le premier engrenage étant commandé par le dispositif d'entraînement et étant commandeur du second galet. Avant leur mise en rotation, les galets 1 et 2 sont disposés parallèlement de sorte que la plaquette 5 du galet 2 s'emboîte dans l'entaille 4 du gilles 1 ; par la utile du fait de l'ídertité arctitecturaie des galets et du fait de l'identité de leur vitesse de rotation de sens contraire, la plaquette 5 de l'éle!- ment 1 viendra s'emboîter dans l'entaille 4 du galet 2, puis une plaquette du galet L pénètrera à nouveau une entaille du galet 1 on réalise l'alternance désirée de l'emboîtement de 1' excrois- sance d'un galet dans l'entaille correspondante de l'autre galet. Lorsque les galets sont ainsi montés, on règle leur distance de telle façon que leurs deux génératrices, directement en vis-à-vis, soient séparées d'une distance égale à l'épaisseur de l'âme 9 de l'élément métallique 3 à raidir. Lorsque les galets sont en rotation si l'on introduit, dans l'intervalle séparant lesdits galets, l'âme 9 de l'élément métallique 3, l'entaille 4 ménagée dans un galet doit recevoir une plaquette 5 de l'autre galet et creuser simultanément une rainure dans l'âme du profil 3, en même temps que ce dernier va être déplacé selon un mouvement de translation 10 perpendiculaire aux axes de rotation la et lb des galets. Du fait de l'alternance des interpénétrations plaquettes-entailles d'un galet à l'autre, les rainures formées dans l'âme 9, au fur et à mesure de la progression# du profil entre les galets 1 et 2, seront alternativement en creux et en relief par rapport à la surface de l'âme et constitueront de la sorte des gorges 11 alternant avec des nervures 12 sur l'nme du profil raidi. Bien entendu, chaque galet 1 et 2 peut comporter une ou ou plusieurs entailles, par exemple jusqu'à quatre entailles, disposées à 90 degrés l'une de l'autre9et un nombre d' excroissan- ces équivalent au nombre d'entailles, les excroissances étant également réparties de façon régulière sur la surface latérale du galet, de sorte que,d'une part,il y ait une correcte pénétration d'une excroissance dans une entaille lorsque les galets tourneront et que, d'autre part, les rainures allongées Il et 12, obtenues dans le profil raidi, soient régulièrement espacées. Il est clair qu'en variante, on peut disposer, à la sortie du train de laminoir, une ou plusieurs paires de galets, chaque paire de galets ayant pour fonction de former,dans l'âme du profil à raidir,une pluralité de rainures parallèles identiques, ayant une forme et un pas déterminés. Enfin, du fait que la surface du profil subissant les déformations, pratiquées en alternance en creux et en relief, est une surface plane ou âme bordée par une ou plusieurs ailes 15 de l'élément sorti de profilage, il sera facile d'adapter-l'in- vention au raidissement en continu d'un profil de section droite quelconque et dont la largeur de l'âme est connue,en introduisant ledit profil entre deux galets cylindriques dont la longer sera très légèrement inférieure à la largeur de l'âme, ainsi qu'il est représenté aux figures 3 et 5. Ainsi qu'il a été schématisé, le dispositif composé des galets 1 et 2 permet indifféremment le raidissement de profils en X, en L, en H, en U (figures 3 et 4), en I (figure .5) ou en Oméga (figures 1 et 2). Les galets sont en un matériau dont la dureté est suffisante pour satisfaire le travail de déformation des profils à raidir. En général, les profilés obtenus à froid,en acier doux, seront raidis par passage entre une paire de galets en acier au nickel-chrome sur lesquels les plaquettes vissées seront également en acier nickel-chrome. Pour le travail d'une tale de deux millimètres d'épaisseur, la hauteur de chaque plaquette 5, jusqu'à son sommet plat, sera de deux millimètres et la profondeur d'une entaille 4,jusqu'à son fond plat, sera de quatre millimètrese Les galets cylindriques employés auront jusqu'à six cent cinquante millimètres (650) de longueur et entre quarante et cent vingt cinq millimètres t125) de diamètre. Naturellement, l'invention n'est pas limitée aux modes d'applications non plus qu'aux modes de réalisations qui ont été mentionnés et l'on pourrait concevoir diverses variantes sans sortir pour autant du cadre de ladite invention. -#EVE#DICATI0NS- 1) Procédé de raidissement en continu d'un élément métallique du type poutre, poutrelle ou plaque, présentant au moins une âme plane, lesdits éléments métalliques étant de préférence obtenus par profilage à froid, caractérisé par le fait que l'on réalise dans l'âme dudit élément métallique des déformations consistant en des rainures allongées parallèles les unes aux autres, régulièrement espacées et pratiquées alternativement en creux et en relief par rapport à la surface de l'âme, perpendiculairement au plan de symétrie longitudinale de l'élément. 2) Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que lton réalise les rainures alternativement en creux et en relief dans l'âme de l'élément en introduisant ladite tne et en la déplaçant en tr#anslation entre au moins une paire de galets identiques et parallèles comportant chacun, sur leur surface latérale en contact avec respectivement l'une et l'autre face de l'âme, au moins une entaille et au moins une excroissance, lesdits galets tournant en sens inverse selon un mouvement de rotation de même vitesse et étant disposés l'un par rapport à l'autre de sorte que l'excroissance d'un galet s'emboîte dans l'entaille de l'autre galet,# lors de leur rotation, l'âme de l'élément métallique passant entre les deux galets selon une direction perpendiculaire aux axes de rotation de ces derniers pour y subir entre une excroissance, exactement emboîtée dans une entaille, et ladite entaille les déformations précitées. 3) Elément métallique du type poutre, poutrelle ou plaque, présentant au moins une âme plane, obtenu par la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 et L, caractérisé par le fait que son âme présente des déformations assurant le raidissement de l'élément métallique, lesdites déformations consistant en des rainures allongées, parallèles les unes aux autres, régulièrement espacées et pratiquées alternativement en creux et en relief par rapport à la surface de l'âme, perpendiculairement au plan de symétrie longitudinale de l'élément. 4) Elément selon la revendication 3, caractérisé par le fait qu'il a une section droite en U, en H, en I, en Oméga, en L ou en X et qutil présente des gorges et des nervures réa- lisées en alternance dans son âme. 5) Dispositif pour le raidissement en continu d'un élément métallique pour la mise en oeuvre du ~)procédé selon l'une des revenclications 1 et L, caractérisé par le fait qu'il se compose d'au moins une l)ailse de galets identiques et purzzllèles, comportant chacun au moins une entaille et au moins une excroissance, lesdits galets tournant en sens inverse selon un mouvement de rotation de même vitesse et étant disposés l'un par rapport à l'autre de sorte que l'excroissance d'un galet s'emboîte dans l'entaille de l'autre galet, lors de leur rotation en sens inverse, toute génératrice d'un galet étant séparée de sa génératrice cor respondante, en vis-à-vissur l'autre galet, d'une distance égale à l'épaisseur de l'âme de l'élément métallique à raidir. 6) Dispositif selon la revendication 5, caractérisé par le fait que la profondeur de l'entaille est égale à la heu- teur de l'excroissance additionnée de l'épaisseur de l'élément métallique à raidir. 7) Dispositif selon les revendications 5 et 6, caractérisé par le fait que chaque galet comporte, en nombre équivalent, de une à quatre entailles et excroissances. 8) Dispositif selon les revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que chaque excroissance d'un galet consiste en une plaquette fixée audit galet par vis ou moyens analogues, selon une droite parallèle à l'axe de rotation du galet. 9) Dispositif selon l'une des revendications 5 à 8, caractérisé par le fait que le sommet de toute plaquette et le fond de toute entaille d'un galet sont plats. 10) Dispositif selon les revendications 5 à 9, caractérisé par le fait que chaque galet et chaque plaquette sont en acier dur, par exemple en acier au nickel-chrome.