Brevet FR2681933A1 — publié le 19930402

La présente invention concerne un profilé élaboré par profilage à froid d'une bande d'acier, notamment pour longeron de véhicules de transport routier ou ferroviaire, du type comportant une âme et au moins une aile perpendiculaire à ladite âme. Les profilés normalisés en forme de U ou de I sont couramment utilisés dans les structures de caisse de véhicules de transport routier ou ferroviaire ou dans le bâtiment. Ces profilés peuvent être obtenus par filage, c'est à dire par laminage à chaud. Cependant, les techniques de filage ont pour inconvénient, d'une part, d'être couteuses et, d'autre part, de ne pas permettre l'élaboration de profil de section spécifique. En effet, dans un laminage à chaud d'un profilé, il est impératif de respecter un rapport minimum entre l'épaisseur de l'âme et l'épaisseur des ailes. Une telle contrainte technique a pour inconvénient l'obtention de profilés qui, pour une limite élastique déterminée par exemple en charge sous flexion, présentent une masse linéaire non optimisée et non optimisable. De plus, il n'est pas possible de réaliser par filage à chaud des profilés possédant des caractéristiques mécaniques en limite élastique élevée, l'acier utilisé étant généralement un acier dont la limite élastique est inférieure à 240 N. Par ailleurs, dans le domaine automobile ou ferroviaire, la masse transportée des pièces constituant le véhicule doit être réduite autant que possible en respectant les contraintes mécaniques desdites pièces. La présente invention a pour but de proposer un profilé possédant des caractéristiques mécaniques optimisées en rapport avec la masse linéaire. La présente invention a pour objet un profilé élaboré par profilage à froid d'une bande d' acier, notamment pour longeron de véhicules de transport routier ou ferroviaire, du type comportant une âme dont le plan est parallèle à l'axe des efforts dûs à la charge supportée par ledit profilé et au moins une aile perpendiculaire à l'âme et dont le plan est perpendiculaire auxdits efforts, caractérisé en ce que l'épaisseur de ladite aile est augmentée par pliage à froid à 1800 d'une portion de cette aile de façon à accroître le moment d'inertie de la section du profilé par rapport à sa masse linéaire. Selon d'autres caractéristiques de l'invention - le pli s'étend vers l'intérieur ou vers l'extérieur du profilé, - la bande élaborée par profilage à froid est en acier ayant une limite élastique supérieure à 420 N et de préférence égale à environ 700 N, - le rapport de l'épaisseur de 1 'âme sur l'épaisseur de l'aile est inférieur à 0,5. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels - la Fig. 1 est une vue en perspective d'un premier mode de réalisation d'un profilé selon l'invention, - les Figs. 2 et 3 représentent deux sections respectivement d'un profilé réalisé par filage à chaud et d'un profilé, selon 1' invention, réalisé par profilage à froid, - la Fig. 4 est une vue en perspective d'un second mode de réalisation d'un profilé selon l'inven tion. Le profilé selon l'invention est élaboré par profilage à froid d'une bande d'acier d'épaisseur constante. Après profilage à froid, le profilé obtenu, par exemple pour constituer des longerons pour vehicules de transport routier ou ferroviaire, comprend comme représenté à la Fig. 1, une âme 1 qui détermine la hauteur du longeron et dont le plan est, par exemple, parallèle à l'axe des efforts F dûs à la charge supportée par le profilé au cours de son utilisation. Le profilé comprend longitudinalement et de part et d'autre de l'âme 1, une aile 2 perpendiculaire à l'âme 1 et dont le plan est, par exemple, perpendiculaire aux efforts de charge F. Le profilé peut comporter, d'un seul côté, une aile 2 perpendiculaire à l'âme 1. -Selon l'invention l'épaisseur de chaque aile 2 ou des deux ailes 2 est augmentée par pliage à froid à 1800 d'une portion de cette aile de façon à accroître le moment d'inertie de la section du profilé par rapport à sa masse linéaire. Selon un premier mode de réalisation représenté à la Fig. 1, l'aile 2 comporte un pli 3 à 1800 permettant de doubler l'épaisseur de cette aile. Selon un second mode de réalisation représenté à la Fig. 4, l'aile 2 comporte deux plis 3 à 1800 permettant de tripler l'épaisseur de cette aile. Chaque pli 3 s'étend vers l'intérieur ou vers l'extérieur du profilé. Afin de mieux définir les avantages, dans le cas d'un longeron, on se repportera maintenant aux Figs. 2 et 3 qui représentent deux sections respectivement d'un profilé réalisé par filage à chaud et d'un profilé, selon l'invention, réalisé par profilage à froid. La section du profilé représenté à la Fig. 2 est en forme de U d'épaisseur constante et égale à 7 mm. Dans ce type de profilé réalisé par exemple par filage à chaud, l'âme 1 ne peut être réduite sans tenir compte de l'épaisseur de l'aile 2. En dessous d'un certain rapport, la forme, comme représentée, n'est plus réalisable techniquement. Un tel profilé d'une hauteur par exemple de 220 mm a une surface de section d'environ 2790mm2 ce qui défini un poids linéaire de 21,7 Kg/m et un moment d'inertie I par rapport à la fibre moyenne de 2,35. 107 mi4 , Le rapport du moment d'inertie sur la distance v à la fibre moyenne définie par le rapport I/v et de 178.103. Le profilé selon l'invention représenté à la Fig. 3 a également une section en forme de U et est réalisé par profilage à froid d'une bande d'acier de 5,5 mm d'épaisseur. Pour ce profilé comportant deux ailes et deux plis à 1800, également de 220mm de hauteur, la surface de la section est réduite à 2400mm2 ce qui défini un poids linéaire de 18,8 Kg/m, un moment d'inertie de 2,129.107mm4 et un rapport I/v du moment d'inertie I sur la distance v à la fibre moyenne de 178.103mm3. On remarque que pour un même rapport I/v, la masse linéaire du profilé a été réduite, avec un profilé selon la présente invention, d'environ 20%. On constate également que l'âme 1 entre pour une petite part dans le calcul de la charge à la rupture d'un longeron, que cette âme peut être réduite en épaisseur et qu'il est possible par une technique de profilage à froid d'augmenter la surface de la section des ailes par au moins un pli à 1800. Un avantage de cette réalisation est qu'il est possible avec le profilé selon la présente invention, de réaliser un ou plusieurs grugeage 4 (Fig. 4) en fonction de l'utilisation, permettant d'obtenir un profilé à inertie variable. Chaque grugeage 4 peut être réalisé en même temps par exemple par une meule. Par ailleurs, l'utilisation d'un acier possédant des caractéristiques élevées en élasticité, permet, d 'une autre façon, d'augmenter les performances du longeron en réduisant le poids au mètre linéaire. Par exemple, la bande profilée à froid est en acier ayant une limite élastique supérieure à 420 N et de préférence égale à environ 700 N. D'autre part, le rapport de l'épaisseur de l'âme 1 sur l'épaisseur de l'aile 2 est inférieur à 0,5. Le profilé selon la présente invention élaboré par profilage à froid permet, entre autre, une économie de poids pour une caractérique mécanique donnée, particulièrement importante pour son usage pour tout véhicule de transport. Lors de la fabrication, le profilé selon la présente invention génère une économie de matière et de poids donc une économie dans les transports et la manutention et une facilité accrue de la mise en oeuvre. De plus, le profilage à froid élimine les inclusions propres de la tôle à emboutissage profond, diminue les risques à la rupture fragile et assure contrairement au profilage à chaud, des tolérances dimensionnelles particulièrement remarquables. REVENDICATIONS 1. Profilé élaboré par un profilage à froid d'une bande d'acier, notamment pour longeron de véhicules de transport routier ou ferroviaire, du type comprenant une âme (1) dont le plan est parallèle à l'axe des efforts dûs à la charge supportée pour ledit profilé et au moins une aile (2) perpendiculaire à l'âme (1) et dont le plan est perpendiculaire auxdits efforts, caractérisé en ce que l'épaisseur de ladite aile (2) est augmentée par pliage à froid à 1800 d'une portion de cette aile (2) de façon à accroître le moment d'inertie de la section du profilé par rapport à sa masse linéraire. 2. Profilé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit pli (3) s'étend vers l'intérieur du profilé. 3. Profilé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit pli (3) s'étend vers l'extérieur du profilé. 4. Profilé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la bande élaborée par profilage à froid est en acier possédant une limite élastique supérieure à 420 N. 5. Profilé selon les revendications 1 et 4, caractérisé en ce que la bande élaborée par profilage à froid est en acier possédant une limite élastique égale à environ 700 N. 6. Profilé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le rapport de l'épaisseur de l'âme (1) sur l'épaisseur de l'aile (2) est inférieur à 0,5.