Brevet FR2520070A1 — publié le 19830722

La présente invention concerne un procédé d'ancrage d'éléments allongés devant être soumis à des contraintes de travail élevées et les ancrages ainsi réalisés Les éléments à ancrer peuvent être des fils ronds, des fils aplatis ou des fils de tout autre profil particulier. Ces éléments allongés sont généralement formés d'aciers à hautes caractéristiques mécaniques Les contraintes élevées que subis- sent les éléments doivent être reportées à l'extrémité du dispositif dont l'élément allongé constitue soit un brin (comme dans les câbles, les armatures de conduites flexibles), soit la totalité. Les hautes caractéristiques mécaniques du fil peuvent être obtenues soit avec un acier spécial, soit avec un acier amené aux carac- téristiques voulues par étirage à froid. Dans ces deux cas, on doit réaliser l'ancrage sans modifier les caractéristiques mécaniques de l'élément allongé à son extrémité. Cette condition exclut toute méthode faisant intervenir des procédés à très haute température, tels que soudage, brasage, par quelque méthode que ce soit. Un procédé généralement utilisé consiste à former à l'extré- mité de l'élément allongé une boucle simple qui est noyée dans le milieu d'ancrage Ce milieu d'ancrage peut être un métal ou alliage à point de fusion aussi bas que possible: alliage plomb-étain ou plomb-étain- antimoine, ou encore le zinc, le cadmium ou leurs alliages, à la condition d'avoir une température de fusion suffisamment basse. Le milieu d'ancrage peut également être formé de résines syn- thétiques (résines polyester, époxy, etc) Dans ce dernier cas, l'adhérence de l'élément métallique à la résine est faible L'expé- rience montre que la boucle soumise à la contrainte de travail peut se dégager de la résine en se déroulant Il serait possible d'éviter ce déroulement en remplaçant la boucle simple par une spirale ou en réa- lisant des ondulations de l'élément à son extrémité à ancrer Dans les deux cas, la place occupée par cette extrémité serait trop grande pour qu'elle puisse être logée dans le raccord d'ancrage, surtout clans le cas o le système utilise un grand nombre d'éléments allongés. Il est donc nécessaire de disposer d'un procédé d'ancrage résistant et occupant aussi peu de place que possible. L'invention résoud ce problème avec un procédé pour accroître la tenue à l'ancrage d'une extrémité d'un élément allongé métallique destinée à être noyée dans un milieu d'ancrage en vue de résister à des contraintes élevées, caractérisé en ce que l'on adapte à cette extrémité au moins un élément d'accrochage que l'on fait adhérer audit élément al- longé métallique avant de noyer l'extrémité de celui-ci dans le milieu d'ancrage. Des exemples de réalisation de l'invention sont illustrés par les dessins annexés o la figure 1 montre l'extrémité d'un élément allongé métallique prête à l'ancrage, après application du procédé selon l'invention, la figure l A est une vue de détail de la figure 1, la figure 2 montre diverses sections du fil d'ancrage, et la figure 3 représente schématiquement l'extrémité de l'élément allon- gé métallique noyée dans le milieu d'ancrage. Le procédé selon l'inventi onqui permet d'obtenir un ancrage adéquat d'une extrémité d'un élément allongé métallique l,est caracté- dans l'exemple illustré riséç'en ce qu on dispose sur une longueur suffisante autour de l'extré- mité à ancrer de l'élément métallique au moins un fil-d'accrochage 2 rond, plat, ou ayant un profil comportant une ou plusieurs faces, con- caves ou convexes, ce fil adhérant à l'élément métallique Ceci pourra être avantageusement réalisé en enroulant le fil 2 avec un pas convena- -ble sur l'élément allongé à l'extrémité à ancrer. Le fil enroulé est assujetti à l'élément à ancrer 1, par col- lage avec une résine ou avec un alliage métallique 3 à bas point de fu- sion. Dans un mode de réalisation préféré, l'élément allongé 1 est préalablement étamé. Ensuite on enroule un fil métallique 2 préalablement étamé ou galvanisé, en prenant soin que ce fil soit toujours en contact avec la surface de l'élément allongé 1 L'ensemble est ensuite immergé dans un bain d'étamage, et l'excès d'alliage fusible est retiré, afin de ne conserver que ce qui adhère sous l'action de la tension superficielle. On entend par bain d'étamage, un bain formé de métaux à bas point de fusion utilisés pursou en alliage, tels que plomb, étain, antimoine, bismuth, zinc, cadmium. Le fil d'ancrage 2 enroulé présente suivant sa face appliquée sur l'élément allongé une épaisseur e comprise de préférence entre 0,1 et 0,7 fois,et,avantageusement entre 0,25 et 0,5 fois,l'épais- seur E de l'élément allongé 1 Le pas de l'enroulement est compris de préférence entre 1 à 5 fois, et avantageusement entre 2 et 3 fois, l'épaisseur de ce même élément allongé. A titre d'exemple, on a comparé ci-dessous, les résultats ob- tenus par la méthode d'ancrage proposée avec ceux donnés par l'art an- térieur o l'on forme simplement une boucle à l'extrémité de l'élément allongé à ancrer. EXEMPLE 1 L'extrémité d'un fil d'acier plat 1 à hautes caractéristiques mécaniques (R = 1360 M Pa; E O 2 = 1280 M Pa) de largeur 6 mm et d'épais- seur 3 mm est pliée suivant une boucle de l Omm de rayon La branche cour- te la de la boucle a une longueur de 50 mm La boucle ainsi constituée est enrobée dans une résine epoxy 4 de résistance à la compression 127 à 137 M Pa. L'ancrage (Fig 3) est soumis à un effort de traction longi- tudinal à température ambiante On constate qu'à partir de 82 % de la limite élastique, le fil commence à se dérouler et il est alors impos- sible d'exercer un niveau de contrainte plus élevé. On applique ensuite le procédé selon l'invention: le fil plat 1 est nettoyé mécaniquement avec du papier émeri 300 On forme la même boucle que dans la manipulation précédente, puis on procède à l'étamage dans un bain fondu formé de 60 % de plomb et 40 %/ d'étain, en présence de chlorure de zinc comme flux décapant On élimine l'excès d'alliage non adhérent. On enroule sur le fil plat un fil d'accrochage en fer galva- nisé de lmm de diamètre avec un écartement des spires de 5 mm Cet enroulement est réalisé sur chacune des deux parties la et lb formant la boucle sur une longueur de 50 mm, en s'assurant que le fil d'accrochage galvanisé 2 touche bien toute la surface étamée du fil plat 1. L'ensemble est alors introduit dans le bain d'étamage, puis l'excès d'alliage non adhérent est rejeté On procède à-l"enrobage dans la même résine époxy que ci-dessus. L'ancrage (Fig 3) est encore soumis à un effort de traction croissant à température ambiante Il faut maintenant atteindre la charge de rupture du fil 1 pour provoquer sa cassure Celle-ci se produit géné- ralement en dehors de la zone d'ancrage. EXEMPLE 2 L'extrémité d'un fil plat 1 à hautes caractéristiques mécani- ques (R = 1450 M Pa; E 2 = 1320 M Pa), de largeur 14 mm et d'épaisseur 0, 2 3 nim, est formé en une boucle de 5 mm de rayon La branche courte la a uns longueur de 15 mm La boucle est encore enrobée dans une résine époxy (Fig 3) A température ordinaire on constate le déroulement du fil 1 avec arrachement partiel de la résine pour une contrainte d'en- viron 65 % de la limite élastique. Ensuite, suivant l'invention, on nettoie le fil 1 au papier émeri 300 On forme la même boucle que précédemment et on procède à l'étamage comme dans l'exemple 1, la longueur étamée sur la branche longue lb de la boucle étant l Onirm. On enroule sur le fil plat 1 un fil de fer galvanisé 2 de 1,5 m de diamètre avec un écartement des spires de 6 mm On s'assure encore du contact entre le fil de fe r galvanisé 2 et le fil plat 1, puis on termine l'étamage comme dans l'exemple 1. En soumettant l'ancrage (Fig 3) à une traction croissante, à température ordinaire, on constate encore que l'on peut rompre le fil sans endommager l'ancrage. Dans tout ce qui précède, on a considéré le cas o l'élément d'accrochage est constitué d'un fil 2 entourant l'extrémité de l'élément 1, mais on ne sortirait pas du cadre de l'invention en adaptant à cette extrémité plusieurs fils d'accrochage ou des éléments tels que des pas- tilles d'accrochage rendues adhérentes de cette extrémité, par exemple, par étamage. R E V E N D I C A T I 0 N S 1 Procédé pour accroître la tenue à l'ancrage d'une extrémité d'un élément allongé métallique destinée à être noyée dans un milieu d'an- crage en vue de résister à des contraintes élevées, caractérisé en ce que l'on adapte à cette extrémité au moins'un élément d'accrochage que l'on fait adhérer audit élément allongé métallique avant de noyer l'ex- trémité de celui-ci dans le milieu d'ancrage. 2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on entoure ladite extrémité d'au moins un fil constituant ledit élément d'accro- chage. 3 Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'on en- toure ledit fil d'accrochage en hélice autour de l'extrémité de l'élé- ment allongé. 4 Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'on fait adhérer par étamage l'élément d'accrochage audit élément métallique. Ancrage d'extrémité d'un élément allongé métallique, dans lequel l'extrémité de l'élément est noyée dans un milieu d'ancrage, caractéri- sé en ce qu'un élément d'accrochage est adapté à ladite extrémité et à l'élément allongé métallique. 6 Ancrage selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit élé- ment d'accrochage est constitué d'au moins un fil entourant ladite extré- mité. 7 Ancrage selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit fil d'accrochage est enroulé en hélice autour de l'extrémité de l'élément métallique. 8 Ancrage selon l'une des revendications 6 et 7, caractérisé en ce que l'épaisseur dudit fil d'accrochage est comprise entre 0,1 et 0,7 fois l'épaisseur de l'élément allongé métallique. 9 Ancrage selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'épaisseur dudit fil d'accrochage est comprise entre 0,25 et 0,5 fois l'épaisseur de l'élément allongé métallique. Ancrage selon l'une des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que le pas d'enroulement dudit fil d'ancrage est compris entre 1 et 5 fois l'épaisseur de l'élément allongé. 11 Ancrage selon la revendication 10, caractérisé en ce que le pas d'enroulement dudit fil d'ancrage est compris entre 2 et 3 fois l'épais- seur de l'élément allongé. 12 Ancrage selon la revendication 5, caractérisé en ce que des pas- tilles d'accrochage sont adaptées à ladite extrémité 13 Ancrage selon l'une des revendications 5 à 12, caractérisé en ce que ledit élément d'accrochage adhére par étamage à l'élément allongé métallique.