Brevet FR2541937A1 — publié le 19840907

_- PRODUIT COMPOSITE A ENVELOPPE METALLIQUE TUBULAIRE AGRAFEE ET AME PULVERULENTE APTE A L'ENROUL Ar E L'invention concerne un produit composite à enveloppe métallique tubulaire agrafée, contenant une îme en matière pulvérulente ou gra- nulaire compactée, apte à être facilement enroulé, par exemple sur un tambour, puis déroulé et dressé. Des produits composites tubulaires souvent appelés "fil fourré", sont utilisés principalement pour le traitement de bains métalli- ques liquides, également pour le soudage ou encore pour d'autres ap- plications C'est ainsi que la demande de brevet FR 2 476 542 dé- crit un tel produit dont l'enveloppe est fermée par agrafage le long d'une génératrice, cette enveloppe présentant deux zones aplaties parallèles, et contenant une matière pulvérulente ou granulaire com- pactée Ce produit est apte à être enroulé sur un tambour, puis dé- roulé et dressé de façon à l'introduire dans un bain métallique li- quide, ou dans tout autre espace réactionnel. L'expérience a cependant montré que suivant les caractéristiques de. la bande métallique qui constitue l'enveloppe du produit, suivant les conditions d'agrafage, et suivant aussi les conditions d'enrou- lage du produit composite, on peut observer au déroulage une défor- mation de l'enveloppe le long de la zone agrafée. Cette déformation se traduit par un desserrage plus ou moins locali- sé des plis formés lors de l'agrafage et peut aller jusq'au dégra- fage. On a donc recherché la possibilité d'éviter les risques de dégrafa- ge au cours des opérations d'enroulage et déroulage du produit com- posite tubulaire, sans faire obstacle à l'aptitude au dressage de ce produit après déroulage. Le produit composite suivant l'invention, comporte une enveloppe métallique tubulaire, réalisée à partir d'une bande agrafée le long d'une génératrice, à l'intérieur de laquelle est logée au moins une matière pulvérulente ou granulaire compactée Cette enveloppe pré- sente sur sa paroi extérieure, à cheval sur la zone d'agrafage, des -9empreintes en creux, réalisées par déformation à froid du métal, en forme de rainures allongées transversalement par rapport à l'axe du produit dont la profondeur ne dépasse pas 60 % de l'épaisseur de l'enveloppe De préférence, ces empreintes sont orientées de façon que leur direction moyenne fasse par rapport à cet axe, un angle de 45 à 1350. De préférence, le produit composite comporte deux zones aplaties, - la zone d'agrafage se trouvant à l'intérieur d'une de ces deux zo- nes aplaties. De préférence également, la distance moyenne "d' entre empreintes successives mesurée le long de l'axe d'une génératrice est inférieu- re au tiers de la distance entre les deux zones aplaties du produit composite. Enfin, on utilise avantageusement pour réaliser l'enveloppe du pro- duit composite suivant l'invention, un métal ductile tel qu'un acier doux écroui ou non écroui. L'invention concerne aussi un procédé de réalisation du produit com- posite suivant l'invention, dans lequel on réalise les empreintes en faisant rouler sur la surface extérieure de l'enveloppe, à che- val sur la zone d'agrafage, avec une pression suffisante, un galet comportant des dents dont les argtes s'impriment dans la paroi de l'enveloppe. Enfin, l'invention concerne également une utilisation du produit composite suivant l'invention qui consiste à le stocker par enrou- lage sur un tambour en l'orientant de façon que la zone d'agrafage soit à l'extérieur, ce produit composite étant ensuite déroulé et éventuellement dressé en vue de son introduction dans un espace - réactionnel. Les figures, la description et l'exemple ci-après permettent de mieux comprendre,de façon non limitative,les caractéristiques du produit composite suivant l'invention, ainsi que ses applications. La figure I représente en perspective un tronçon du produit compo- site suivant l'invention. -3- La figure 2 représente,en vue fortement agrandie, une coupe longitu- dinale partielle suivant le plan de coupe B-B, perpendiculaire au plan de la face supérieure ( 5) du produit composite représenté figu- re 1, et parallèle à l'axe X X 2 de ce produit. La figure 3 représente, en vue de dessus,une variante de réalisa- tion du produit composite suivant l'invention. La figure 4 représente,en coupe, le développé d'une denture réalisée sur la périphérie d'un galet utilisé pour fabriquer le produit com- posite de la figure 1. Le produit composite ( 1) appelé aussi fil fourré, représenté figu- re 1, est constitué d'une enveloppe métallique tubulaire ( 2) enser- rant une âme faite d'une mtière sous forme granulaire ou pulvéru- lente compactée visible en (A) dans un plan de coupe perpendiculai- rd à l'axe Xl X 2 du produit composite L'enveloppe tubulaire ( 2) est fermée par agrafage en ( 3) le long d'une-génératrice. La section droite du fil fourré est voisine d'un rectangle et est formée de deux zones aplaties parallèles et opposées: la zone in- férieure dont on voit seulement le bord ( 4) et la zone supérieure ( 5), qui sont raccordées par deux petits côtés plus ou moins arron- dis L'agrafe ( 3) est positionnée sur la face aplatie supérieure ( 5). Dans la zone d'agrafage, et de part et d'autre de celle-ci, en ( 6,7) sont imprimées en creux,par déplacement à froid du métal, dans la surface supérieure ( 5),des empreintes ( 8) en forme de rainures sen- sible-ent rectilignes disposées parallèlement les unes aux autres, à intervalles réguliers La réalisation de ces rainures provoque un fort écrouissage du métal le long de celles-cio La figure 2 donne une idée précise de la déformation permanente im- posée au métal le long des rainures telles que ( 8 ' imprimées dans l'épaisseur de l'enveloppe ( 2) qui enserre la matière qui consti- tue l'âme ( 9) La profondeur des rainures i"e est de préférence comprise entre 10 et 60 % de l'épaisseur "e 2 " de l'enveloppe La section des rainures ( 8) qui dans le cas présent est triangulaire peut prendre des formes diverses, l'objectif étant de créer des contraintes localisées aussi fortes que possible dans le métal. 2 541937 -4- Ces rainures sont imprimées dans le métal par tout moyen adéquat après agrafage et formage-compactage du fil fourré, et avant enrou- lage de celui-ci sur bobine ou tambour. Ces rainures peuvent par exemple être réalisées par des galets mon- tés sur la ligne de fabrication du fil fourré après compactage et avant enroulage La surface de travail de ces galets dont la forme générale est adaptée à la forme générale du fil à fabriquer, com- porte des dents régulièrement réparties, dont les arêtes-successi- ves forment par pression, les rainures suivant l'invention, à la surface extérieure de l'enveloppe à cheval sur la zone d'agrafage. La figure 4 représente de façon schématique et partielle, le déve- loppé de la denture d'un galet utilisé pour réaliser le fil fourré de la figure 1 La hauteur Ch) est nettement supérieure à la pro- fondeur e r des rainures à réaliser La distance "d" entre rainu- res est inférieure au tiers de la distance entre les deux zones aplaties du fil fourré - Sur la figure 3, qui est une vue en plan de la zone supérieure ( 10) d'un tronçon de fil fourré:( 11), on a représenté une variante de réalisation de l'invention Les empreintes sont ici réalisées sous forme de deux ensembles de rainures parallèles rapprochées à inter- valles réguliers, les rainures du premier ensemble étant disposées sensiblement à 45 par rapport à l'axe X X du fil fourré et les rainures du deuxième ensemble étant croisées avec celles du premier ensemble et disposées sensiblement à 135 par rapport à ce même axe. Oa voit que ces rainures s'étendent de part et d'autre de la zone d'agrafage ( 3) en ( 6) et ( 7) pratiquement sur toute la-surface de la zone supérieure ( 10) du produit (Il). On peut imaginer d'autres réalisations, rien n'obligeant les rai- nures à être droites et/ou parallèles On peut aussi limiter la lon- gueur des rainures de façon qu'elle soit inférieure à la largeur " 1 " du fil fourré. La densité des rainures, c'est-à-dire la distance (d) qui les sépare doit être assez petite par rapport à l'épaisseur du fil et de pré- férence inférieure au tiers de cette épaisseur mesurée entre zones aplaties. Le métal de base constituant l'enveloppe est de préférenceun métal ductile, peu écroui ou non écroui tel qu'un acier doux à l'état re- cuit qui n'a pas subi de déformations importantes et généralisées à froid, telles que des étirages ou laminages. On constate que le produit composite selon l'invention peut être bobiné puis débobiné et dressé sans que la zone d'agrafage subisse de déformation localisée ou qu'il y ait risque d'ouverture de l'agrafe On peut en particulier bobiner le fil fourré sur-ses fa- ces planes ( 4) ( 5), la face supérieure ( 5) sur laquelle se trouve l'agrafe étant orientée vers l'extérieur de la bobine. Exemple La technique décrite en figure 1 a été appliquée à la réalisation d'un fil fourré de caractéristiques suivantes section du fil 26 x 9 mm nature de la poudre compactée: silico-calcium à 30 % de Ca enveloppe: acier doux épaisseur (e 2) 0,4 mm empreintes: rainures parallèles perpendiculaires à l'axe du fil distantes de 1,5 mm profondeur d'empreintes (e 1) 0,15 mm galet de formage: d = 1,5 mmn- h = 0,4 mm Ce fil fourré a été utilisé comme fil de traitement en poche de bains d'acier liquide. La meme technique a été utilisée pour des fils semblables de sec- tion 16 x 7 mm. Le produit composite selon l'invention peut recevoir des utilisa- tions très diverses et n'est pas limité à l'application comme fil de traitement de bainsmétalliques. Bien que l'invention ait été décrite dans un cas particulier, elle n'est nullement limitée et recevra application chaque fois que les principes revendiqués seront mis en oeuvre. -6- REVENDICATIONS 1 Produit composite comportant une enveloppe métallique tubulaire ( 2) réalisée à partir d'une bande agrafée ( 3) le long d'une généra- trice à l'intérieur de laquelle est logée au moins une matière pul- vérulente ou granulaire compactée (A), caractérisé 7 en ce que cette enveloppe présente sur sa paroi extérieure des empreintes en creux ( 8) réalisées par déformation à froid du métal en forme de rainures allongées transversalement par rapport à l'axe du produit, à cheval sur la zone d'agrafage, la profondeur de ces empreintes ne dépas- sant pas 60 % de l'épaisseur de l'enveloppe. 2 Produit composite suivant revendication 1, caractérisé en ce que les empreintes ( 8) sont orientées suivant une direction qui fait un angle compris entre 45 et 1350 par rapport à l'axe du produit com- posite. 3 Produit composite suivant revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que sa section droite présente au moins deux zones aplaties ( 4,5) en face l'une de l'autre, la zone d'agrafage ( 3) se trouvant à l'in- térieur d'une de ces deux zones aplaties. 4 Produit composite suivant revendication 3, caractérisé en ce que la distance moyenne "d" entre empreintes successives mesurée le long de l'axe d'une génératrice est inférieure au tiers de la distance entre les deux zones aplaties du produit composite. Produit composite suivant l'une des revendications 1 à 4, carac- térisé en ce que le métal dont est constituée l'enveloppe extérieure est non écroui ou peu écroui. 6 Produit composite suivant l'une des revendications 1 à 5, carac- térisé en ce que l'enveloppe extérieure est en acier doux. 7 Produit composite suivant l'une des revendications l à 6, carac- térisé en ce que les empreintes sont constituées de deux ensembles de rainures parallèles croisées. -7- 8 Procédé de réalisation d'un produit composite, comportant une enveloppe métallique tubulaire réalisée à partir d'une bande agra- fée le long d'une génératrice à l'intérieur de laquelle est logée au moins une matière pulvérulente ou granulaire compacte, apte à l'enroulage sur tambour et au déroulage, caractérisé en ce que l'on réalise sur la surface extérieure de l'enveloppe des empreintes en creux allongées transversalement en faisant rouler sur cette surface, à cheval sur la zone d'agrafage, avec une pression suffisante, un ga- let comportant des dents dont les arftes s'impriment dans la paroi de l'enveloppe. 9 Utilisation du produit composite suivant l'une deâ,revendica- tions I à 7, caractérisée en ce que on l'enroule sur un tambour de façon que la zone d'agrafage soit orientée vers l'extérieur, ce pro- duit étant ensuite déroulé puis éventuellement dressé avant intro- duction dans un espace réactionnel.