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PERFECTIONNEMENTS A LA FABRICATION DES COQUES DE BATEAUX' ET DES CAISSES
DE VEHICULES.
Il est bien connu qu'une plaque sous tension superficielle, c'est- à-dire une plaque ayant une de ses faces en tension et l'autre en compression, est plus rigide qu'une plaque qui ne se trouve pas sous tension. Le demandeur a appliqué ce principe avec succès dans la fabrication des coques de bateaux en prenant des plaques plates ne se trouvant pas sous tension et en les façon- nant par flexion, de manière à leur donner la forme recherchée pour la réalisa- tion du bateau, forme dans laquelle ces plaques se trouvent sous tension. Ce fait peut être mis à profit de la même manière dans la construction de fusela- ges d'aéronefs, de carrosseries d'automobiles, de sidecars et de nombreux au- tres ensembles.
La coque d'un bateau présente une courbure complexe, les côtés du bateau étant en grande partie incurvés à la fois dans le sens horizontal et le sens vertical. Les autres ensembles mentionnés ci-dessus présentent de mê- me une courbure complexe, tout au moins en certains points.
La mise sous tension superficielle de plaques, en particulier lors- qu'on donne à ces dernières une courbure complexe, présente l'avantage de per- mettre l'utilisation de plaques d'épaisseur moindre pour un service donné.
Toutefois, le demandeur a constaté que, si la courbure complexe est vraiment trop prononcée,il est difficile de réaliser cette courbure. La difficulté s'ac- croit en proportion de la réduction de l'épaisseur de la plaque, cette der- nière ayant alors tendance à se gauchir ou se gondoler.
Le procédé conforme à la présente invention réussit à surmonter cette difficulté en subdivisant la plaque en panneaux sensiblement rectangu- laires dont l'ossature est réalisée de telle sorte que la résistance au plia- ge des parties marginales- des panneaux est supérieure à celle des autres par- ties. Si l'on soumet alors les ossatures au pliage suivant la courbure dési- rée, sans se gondoler, les plaques épousant la forme déterminée par les ossa- tures.
Les ossatures peuvent être faites de la même matière que les pla-
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ques ou d'une matière différente et elles peuvent avoir des sections trans- versales diverses. Lorsqu'il n'y a pas d'inconvénients à ce que certains éléments fassent saillie sur la face de la plaque cintrée, on peut avantageu- sement réaliser les ossatures à l'aide de cornières ou de tés métalliques.
On peut aussi réaliser ces ossatures à l'aide de bandes de métal ou des élé- ments équivalents obtenus par recouvrement de plaques adjacentes.
La dimension optimum des panneaux dépend de la courbure à donner à la plaque et de l'épaisseur de celle-ci. En général, les panneaux doivent - tre d'autant plus petits que la courbure est plus prononcée et que l'épaisseur de la plaque est faible. Dans le cas de la coque d'un bateau, les parties qui présentent une double courbure la plus prononcée sont celles qui se trouvent normalement en dessous ou juste au-dessus de la ligne de flottaison, la courbu- re étant généralement plus grande dans le plan transversal que dans le plan horizontal: Conformément à l'invention les morceaux des plaques destinés à constituer les parties précitées sont subdivisés en panneaux dont la longueur et la largeur ne doivent pas dépasser 500 fois l'épaisseur de la plaque.
De préférence, conformément à l'invention, on utilise, pour les parties présen- tant une double courbure prononcée, des panneaux dont la longueur et la lar- geur ne dépassent pas 300 fois l'épaisseur de la plaque. Les meilleures coques de bateaux sont faites de plaques d'alliage léger ayant une épaisseur variant de 3,2 à 6,4 mm environ. Grâce au procédé conforme à l'invention, il est main- tenant possible de choisir l'épaisseur de la plaque dans des limites plus éten- dues, par exemple entre 1,6 et 12,7 mm environ.
Le dessin annexé montre l'application de la présente invention à la construction de la coque d'une chaloupe.
Les figures 1,2 et 3 représentent¯trois stades de l'opération de cintrage d'une plaque plate pour lui donner la forme du bateau.
La figure 4 est, à plus grande échelle, une vue partielle de la figure 1.
La figure 5 est une demi-coupe transversale à plus grande échelle de la chaloupe, cette coupe étant pratiquée au voisinage de la poupe.
La figure 6 est une coupe par VI-VI de la figure 4 et
La figure 7 montre un détail de-construction.
La figure 1 représente une plaque plate composite P façonnée de manière à lui permettre d'être cintrée en forme de bateau comme indiqué sur la figure 3, en passant par la forme intermédiaire représentée sur la figure 2.
On peut considérer que le bateau est une chaloupe de 18 mètres et que la plaque utilisée est constituée en alliage léger ayant une épaisseur de 3,2 mm. On effectue le cintrage de toute manière quelconque convenable, par exemple à l'aide de moufles et de poulies. On tire d'abord sur la poupe pour lui donner la forme désirée autour d'une plaque de poupe S, comme représenté sur la figure 2, et l'on met alors en forme la plaque avant en la tirant au- tour des cloisons B1 à B6 de forme appropriée. On peut également forcer en position les cloisons après avoir refermé l'avant, ayant laissé la plaque pren- dre sa forme "naturelle" avant de mettre les cloisons en place.
Lorsque la courbure complexe de la coque n'est pas prononcée, le cintrage de la plaque pour lui donner la forme désirée ne présente aucune dif- ficulté particulière. Le demandeur a constaté toutefois que lorsque la courbu- re complexe est importante, et à moins de prendre des précautions spéciales, la plaque a tendance à se gondoler en certains points; il en résulte que la plaque ne prend pas la forme désirée et se trouve soumise à des tensions loca- les indésirables.
Conformément à l'invention, on surmonte cette difficulté en subdi- visant la plaque en panneaux ou sections avant de la courber, comme représenté sur les figures 1, 4 et 5. Comme on le voit sur ces figures, on fixe à la pla- que, alors qu'elle est encore à plat, un certain nombre de nervures de renfor-
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cement R (figure 1) disposées dans le sens longitudinal et transversal de la chaloupe. On voit également que la plaque est constituée par un certain nom- bre de plaques P plus petites comportant des joints à recouvrement J assurant localement, la rigidité de la même manière que les nervures R.
Les nervures R et les joints à recouvrement longitudinaux J constituent ainsi une ossature subdivisant la plaque en panneaux sensiblement rectangulaires dont la dimen- sion varie approximativement en fonction du degré de double courbure de la coque. Le demandeur a constaté que grâce à cette disposition objet de l'in- vention, on peut amener la plaque à la forme qu'on désire donner au bateau sans qu'il soit nécessaire de prendre de précautions spéciales pour éviter - le gondolage.
Etant donné que la tendance au gondolage s'accroît en sens inverse de l'épaisseur de la plaque, on doit diminuer en conséquence la dimension des panneaux. Le demandeur a constaté que, de façon générale, dans le cas de co- ques de bateau, ni la longueur ni la largeur d'un panneau ne devait être su- périeure à 500 fois l'épaisseur de la plaque utilisée. Lorsque la double cour- bure est vraiment trop prononcée, c'est-à-dire dans le cas d'un bateau, pour la partie de la coque normalement baignée par l'eau quand le bateau est en ser- vice, la limite supérieure des panneaux est d'environ 200 fois l'épaisseur de la plaque.
La rigidité des nervures doit être approximativement proportion- nelle à la courbure qu'on doit leur donner. Comme expliqué ci-dessus, le joint à recouvrement J entre deux plaques P donne une rigidité longitudinale suffisan- te pour la plus grande partie de la coque. Lorsqu'une rigidité plus grande s' impose, les nervures R peuvent être faites de cornières ou, comme représenté sur le dessin, de barres ayant une section en T. Pour réaliser une rigidité encore plus grande, on peut utiliser des nervures faites de plats et de tés, comme représenté sur la figure 6. On peut réaliser une nervure présentant une rigidité analogue en recouvrant d'un T un joint à recouvrement.
On peut disposer les nervures de renforcement sur la face inté- rieure ou sur la face extérieure de la plaque. Il y a intérêt à disposer les nervures longitudinales et transversales sur les côtés opposés de la plaque, cette disposition évitant des complications aux points où les nervures se croisent. Dans le cas d'une coque de bateau, il ne serait pas de bonne prati- que de disposer les nervures longitudinales sur le côté extérieur. Pour des raisons esthétiques, on ne disposera pas les nervures longitudinales sur le côté extérieur au-dessus de la ligne de flottaison, sauf aux plats-bords. Les plats-bords représentés sur le dessin sont renforcés sur le côté intérieur par un U et, sur le côté extérieur, par un T.
Ce moyen de raidissement très effica- ce n'est pas tant prévu pour contrôler l'opération de cintrage que pour assu- rer le raidissement de l'ensemble de la construction.
Les joints entre les plaques P et ceux réalisés entre les nervu- res et les plaques peuvent être des joints rivés ou des joints soudés.
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IMPROVEMENTS IN THE MANUFACTURING OF BOAT HULL AND CASES
OF VEHICLES.
It is well known that a plate under surface tension, that is to say a plate having one of its faces in tension and the other in compression, is more rigid than a plate which is not under tension. The applicant has successfully applied this principle in the manufacture of boat hulls by taking flat plates which are not under tension and shaping them by bending, so as to give them the desired shape for the production of the boat. , form in which these plates are under tension. This fact can be taken advantage of in the same way in the construction of aircraft fuselages, automobile bodies, sidecars and many other assemblies.
The hull of a boat has a complex curvature, with the sides of the boat being largely curved in both horizontal and vertical directions. The other assemblies mentioned above likewise exhibit a complex curvature, at least at certain points.
The surface tensioning of plates, in particular when the latter are given a complex curvature, has the advantage of allowing the use of plates of less thickness for a given service.
However, the Applicant has found that if the complex curvature is really too steep, it is difficult to achieve this curvature. The difficulty increases in proportion to the reduction in the thickness of the plate, the latter then having a tendency to warp or warp.
The method according to the present invention succeeds in overcoming this difficulty by subdividing the plate into substantially rectangular panels, the framework of which is formed such that the resistance to bending of the marginal parts of the panels is greater than that of the others. parties. If we then subject the frames to bending according to the desired curvature, without warping, the plates following the shape determined by the frames.
The frames can be made of the same material as the tiles.
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ques or a different material and they may have different cross-sections. When there is no disadvantage that certain elements protrude from the face of the curved plate, the frameworks can advantageously be produced using angles or metal tees.
These frameworks can also be produced using metal strips or equivalent elements obtained by covering adjacent plates.
The optimum dimension of the panels depends on the curvature to be given to the plate and the thickness thereof. In general, the smaller the curvature and the smaller the thickness of the plate, the smaller the panels. In the case of the hull of a boat, the parts which exhibit the most pronounced double curvature are those which normally lie below or just above the waterline, the curvature being generally greater in the transverse plane than in the horizontal plane: According to the invention, the pieces of the plates intended to constitute the aforementioned parts are subdivided into panels, the length and width of which must not exceed 500 times the thickness of the plate.
Preferably, in accordance with the invention, for the parts having a pronounced double curvature, panels of which the length and the width do not exceed 300 times the thickness of the plate are used. The best boat hulls are made of light alloy plates varying in thickness from approximately 3.2 to 6.4 mm. Thanks to the process according to the invention, it is now possible to choose the thickness of the plate within wider limits, for example between 1.6 and 12.7 mm approximately.
The accompanying drawing shows the application of the present invention to the construction of the hull of a rowboat.
Figures 1, 2 and 3 represent three stages in the operation of bending a flat plate to give it the shape of the boat.
Figure 4 is, on a larger scale, a partial view of Figure 1.
FIG. 5 is a cross-section on a larger scale of the boat, this section being made in the vicinity of the stern.
Figure 6 is a section through VI-VI of Figure 4 and
Figure 7 shows a construction detail.
Figure 1 shows a composite flat plate P shaped so as to allow it to be bent in the shape of a boat as shown in Figure 3, passing through the intermediate shape shown in Figure 2.
It can be considered that the boat is an 18-meter longboat and that the plate used is made of a light alloy having a thickness of 3.2 mm. The bending is carried out in any suitable manner, for example with the aid of mittens and pulleys. The stern is first pulled to give it the desired shape around a stern plate S, as shown in figure 2, and the front plate is then shaped by pulling it around the bulkheads B1 to B6 of appropriate shape. The partitions can also be forced into position after having closed the front, having allowed the plate to take its "natural" shape before putting the partitions in place.
When the complex curvature of the shell is not pronounced, bending the plate to give it the desired shape presents no particular difficulty. The applicant has found, however, that when the complex curvature is important, and unless special precautions are taken, the plate tends to curl at certain points; the result is that the plate does not take the desired shape and is subjected to undesirable local stresses.
According to the invention, this difficulty is overcome by subdividing the plate into panels or sections before bending it, as shown in Figures 1, 4 and 5. As can be seen in these figures, the plate is fixed to the plate. that, while it is still flat, a number of reinforcing ribs
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cement R (figure 1) arranged in the longitudinal and transverse direction of the boat. It can also be seen that the plate is made up of a certain number of smaller P plates comprising overlapping joints J providing locally the rigidity in the same way as the ribs R.
The ribs R and the longitudinal overlapping joints J thus constitute a framework subdividing the plate into substantially rectangular panels the size of which varies approximately as a function of the degree of double curvature of the shell. The applicant has observed that by virtue of this arrangement which is the subject of the invention, it is possible to bring the plate to the shape which one wishes to give to the boat without it being necessary to take special precautions to prevent warping.
Since the tendency to curl increases in the opposite direction to the thickness of the plate, the size of the panels must be reduced accordingly. The Applicant has found that, in general, in the case of ship hulls, neither the length nor the width of a panel should be greater than 500 times the thickness of the plate used. When the double curvature is really too pronounced, that is to say in the case of a boat, for the part of the hull normally bathed in water when the boat is in service, the upper limit of the panels is approximately 200 times the thickness of the plate.
The stiffness of the ribs should be approximately proportional to the curvature to be given to them. As explained above, the lap joint J between two plates P gives sufficient longitudinal rigidity for most of the hull. Where greater rigidity is required, the ribs R can be made of angles or, as shown in the drawing, of bars having a T-section. To achieve even greater rigidity, ribs made of flats can be used. and tees, as shown in Figure 6. A rib with similar rigidity can be made by covering a lap joint with a T.
The reinforcing ribs can be placed on the inside or on the outside of the plate. It is advantageous to arrange the longitudinal and transverse ribs on opposite sides of the plate, this arrangement avoiding complications at the points where the ribs intersect. In the case of a boat hull, it would not be good practice to have the longitudinal ribs on the outboard side. For aesthetic reasons, the longitudinal ribs will not be placed on the exterior side above the waterline, except at the gunwales. The gunwales shown in the drawing are reinforced on the inner side by a U and on the outer side by a T.
This very effective means of stiffening is not intended so much to control the bending operation as to ensure the stiffening of the whole construction.
The joints between the plates P and those made between the ribs and the plates can be riveted joints or welded joints.