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STRUCTURES PORTANTES FORMEES DE CORPS CREUX DE TOUS GENRES, NOTAMMENT DE TUBES A PAROIS MINCES ET LEUR PROCEDE DE FABRICATION.
On connaît des structures pouvant servir de supports, telles que les charpentes des salles, les échafaudages employés dans la construction les pylônes des canalisations, les tours de perçage, les châssis d'avions, de wagons, ou d'autres constructions, etc..., réalisés sous,forme de corps creux qui se soutiennent eux-mêmes, ou encore sous forme de constructions tubulaireso On emploie, en général, des tubes étirés, ou soudés, dont l'épaisseur des parois est, en fonction du diamètre, dans le même rapport que dans les tuyaux à gaz, dans les conduites d'eau et dans les tubes "Man- nesmann"o L'assemblage des tubes individuels les uns avec les autres, nécessaire lorsqu'on désire obtenir des éléments plus longs, ou lorsqu'on veut les renforcer aux points soumis à des efforts plus considérables,
s'effectue par soudure directe de ces tubes eux-mêmes, ou au moyen de pièces terminales rivées ou soudées, soit à l'autogène, soit avec apport d'une soudure étrangère, ces pièces terminalesainsi fixées, étant réunies, d'un tube à l'autre, au moyen de viso De pareilles constructions en tubes nécessitent une grande quantité de matières premières et sont d'un poids considérable.
Leur fabrication, leur transport et leur montage sont onéreux. Leur poids élevé nécessite des fondations assez massives et augmente l'importance des oscillations, en particulier dans le cas des tours de perçage et des pylônes pour canalisations.
Les structures de support, conformes à la présente invention, sont fabriquées notamment avec des parois minces et des matériaux particulièrement durs et de forme cylindrique, conique, ou en fuseaux, de section elliptique, ou sinon de section telle que la résistance au flambage de tous les tronçons, ou parties de tronçons soumis à un effort de compression, corresponde, d'une façon continue, à l'augmentation et à la diminution de cette même résistance au flambage à l'intérieur de chacun des tronçons susdits.
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Le sectionnement des tubes, même coniques ou en forme de fuseaux, s'effee- tue sans déchets. L'enveloppe tubulaire, en une ou plusieurs parties, est arrondie après sectionnement, pour chaque tube, après quoi les bords latéraux et les bords frontaux sont munis de languettes, les premiers pour les assemblages longitudinaux et les seconds pour les assemblages circulaires, ces languettes étant courbées en forme d'arc pendant les opérations de découpage et de cambrage et disposées, de préférence, en groupes dirigés dans le même sens, puis amenées à une forme présentant des angles plus nets au moment de la fermeture du joint par compression et par refoulement.
En outre, les extrémités des tubes à parois minces sont munies conformément à l'invention, de raccords tubulaires présentant, dans leurs parois, des déformations dont l'effet se fait sentir transversalement par rapport à la direction des forces, les extrémités des tubes susdits étant également munies de pièces d'assemblage qui enserrent les parois minces des tubes en question sur une grande surface, sans diminuer leur section transversale, ces pièces s'adaptant aux raccords en question dont elles remplissent l'intérieur.
En vue de la fixation depièces quelconques à n'importe quel endroit de la paroi mince des tubes ou des gaines de tôle qui leur sert de support, on a prévu également des déformations de la paroi mince, de tôle, disposées transversalement par rapport aux forces qui entrent en jeu. Les organes d'assemblage prévus ont des surfaces de contact possédant des saillies et des creux qui s'adaptent à la paroi du tube, ou de la tôle, et entre lesquels la paroi du tube est enserrée, d'une façon sûre, sur une grande surface.
Des structures portantes de ce type sont exemptes des inconvénients inhérents à celles que l'on connait jusqu'à présent. Aucun traitement à chaud ne diminue la solidité de ces éléments de construction. Ils sont simples et peu coûteux à fabriquer, ils peuvent être transportés dans de bonnes conditions et sans grandes dépenses et on peut les monter facilement et ra- pidement. Le poids est extrêmement réduit, de même que la puissance de mise en jeu dans les oscillations; d'autre part, en raison de la forme en cône, ou en fuseau des tubes, ainsi que par suite de l'introduction éventuelle d'éléments massifs destinés à en augmenter la rigidité et de laforme donnée aux pièces d'assemblage conformément à l'invention, l'effort du vent est diminué et la section transversale est continuellement adaptée aux forces mises en jeu.
Il résulte de cesconsidérations qu'on arrive ainsi à un prix avantageux et à la plus grande stabilité, tout en n'imposant aux fondations qu'une contrainte très réduite et en assurant la plus grande sécurité d'exploitation sans imposer aucune fatigue locale au matériel.
Les dessins représentent certains exemples de réalisation de l'invention.
Sur ces dessins:
La fige 1 représente le découpage des tubes sans déchet;
Les figso 2,3 et 4, représentent la fabrication d'un tube rond à partir d'une partie de gaine;
Les figso 5 ,6 et 7 permettent de comprendre la fabrication d'un tube à section ovale, à partir d'une dèce de tôle;
Les figs. 8, 9, 10, 11 et 12 représentent la fabrication d'un tube conique, à section circulaire, à partir de deux pièces de tôle;
La fige 13 est la représentation schématique d'un outil destiné au découpage et au cambrage d'une languette d'assemblage en forme d'arc pour des tôles particulièrement dures;
La fig. 14 représente un joint de verrouillage perfectionné en plan;
La fige 15, une coupe pratiquée suivant la ligne A B sur la fige Il+3
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Les figso 16 et 17 sont des coupes de deux bandes de tôle avec le joint de verrouillage perfectionné de la figo 5 , dont les éléments se re- ferment en pénétrant les uns dans les autres;
La fige 18 représente deux tubes côniques, avec un joint d'as- semblage formant deux rangées réunies dans le sens de la longueur;
La figo 19, un tube de fuseau avec joint d'assemblage double au milieu de ce tube et une pièce terminale permettant de raccorder une jam- be de renforcement au point d'application d'un effort supplémentaire;
La figo 20 ,une coupe pratiquée à travers un assemblage de tuyaux, simple et de forme circulaire;
La figo 21, une coupe partielle pratiquée à travers un assembla- ge de tuyaux, de forme circulaire avec deux bagues intérieures;
La figo 22,une coupe partielle pratiquée à travers un assembla- ge de tuyaux, présentant une section circulaire en échelons;
La fige 23 représente la même coupe que la fig. 22 vue d'en haut;
La figo 24 représente les deux extrémités d'une bague de serrage, avec la vis de serrage ;
Les figso 25 et 26,les deux extrémités d'une bague de serrage à denture oblique avec pièce de fermeture;
Les figso 27 et 289 les deux extrémités d'une bague de serrage avec des dentures anguleuses mordant l'une dans l'autre;
La figo 29,un tube en forme de fuseau avec des joints tubulaires au milieu et à l'une de ses extrémités;
La figo 30, le montage d'une structure portante formée de tubes en fuseaux avec des éléments d'assemblage conformes à l'invention ;
La figo 31 est une coupe transversale pratiquée dans la fig. 30, suivant la ligne C-H, à travers une zône soumise à un effort supplémentaire;
La figo 32 est une vue d'une des zônes de la fig. 30, utilisée en même temps pour le renforcement d'un support transversal;
Les figso 33, 34 et 35 représentent deux assemblages par rivets et un assemblage par vis, dans lesquels la paroi de tôle est déformée, de façon à présenter des ondulations qui vont en s'atténuant vers le bord du joint ;
La fig. 36 est une coupe transversale pratiquée dans la fig. 37, suivant la ligne I-K, à travers un joint muni d'une pièce, destinée à le rendre plus rigide et présentant quatre paires de surfaces de serrage avec quatre types de serrages différents;
La fig. 37 représente le même joint vu de côté;
La fige 38, un élément destiné à augmenter la rigidité des joints avec six paires de surfaces de serrage;
La figo 39, un élément analogue, de forme triangulaire;
La fige 40, un élément soumis à des efforts supplémentaires avec trois tiges obliques de renforcement, vu de côté;
La figo 41 est une coupe pratiquée dans la fige 40 suivant la ligne L-M;
La figo 42, une coupe à travers l'extrémité d'une tige oblique de renforcement, en forme de fourche;
La fige 43 , une coupe pratiquée à travers l'extrémité simple d'une tige analogue;
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La fig. 44, une vue en plan de cette même extrémité;
La fige 45 , une coupe suivant la ligne N-0 de la fig. 44;
Et la fig. 46, une coupe à travers un joint à l'endroit duquel on a introduit, dans les deux tubes qui se rejoignent, un fragment de tube, formant un élément destiné à augmenter la rigidité de l'ensemble.
Conformément à l'invention, les structures portantes sont fornées de tubes ayant des sections transversales rondes, ovales, ou tout autres, pourvu qu'elles soient conformes au but à atteindre, ces tubes étant fabriqués avec des tôles dures et minces, qui étaient inutilisables jusqu'à présent. Dans les structures portantes formées de corps creux et dans les constructions tubulaires, le rapport usuel entre l'épaisseur des parois et le diamètre des tubes va jusqu'à 1: 30, les matériaux employés étant choisis de façon à pouvoir être soudés sans apport de matière étrangère, ou rivés facilement.
Dans le cas de l'invention, le rapport susdit entre l'épaisseur des parois et le diamètre des tubes est porté jusqu'à 1:100 et même 1: 400, dans le but de renforcer la résistance au flambage avec l'utilisation des mêmes matériaux et l'on emploie, en même temps, des matières premières si dures qu'on ne peut les utiliser d'une façon sure, qu'avec les éléments d'assemblage employés dans la présente invention.
En outre, dans le but d'augmenter la solidité des parties soumises à des efforts de compression, on utilise des tubes côniques, ou en forme de fuseaux, ou encore des tubes dont l'épaisseur des parois augmente, ou diminue, d'une façon continue comme dans un cône ou par échelons, de façon à s'adapter à l'augmentation, ou à la diminution de la résistance au flambage qui doit être nécessairement celle des éléments de ces structures pris séparément.
La fige 1 représente, en coupe, deux petits tubes coniques provenant chacun d'une seule pièce de métal, ainsi que la coupe d'un tube cônique plus grand, fabriqué avec deux moitiés de tôle sans déchet de matières première. Etablies en fonction de la largeur disponible de laminage, les gaines sont découpées dans une ou plusieurs tôles sans déchets.
Si la largeur de laminage ne suffit pas pour permettre de découper les feuilles de tôle correspondant au développement de deux tubes, on divise la surface cônique du tube développé par le nombre de feuilles de tôle, la coupure A, dans la fig. 1, étant disposée obliquement de telle sorte qu'elle peut fournir les extrémités larges 2 des tôles destinées à former les tubes, du côté de leur extrémité la plus large,ainsi que les extrémités les moins larges 3 de ces mêmes tubes,disposées les unes à côté des autres, à la périphérie des tubes en question.
Si les joints qui se recouvrent, dans ces tubes disposés à la suite les uns des autres,doivent être placés de façon ' à former des raccords fermés, qui ne peuvent pas tourner,on découpe, une première fois, suivant une ligne plus oblique, et dans une tôle de même largeur, deux moitiés extérieures plus fortement coniques, telles que celles indiquées en 10, sur les figso 10 et 11, puis une autre fois, deux moitiés intérieures, de même forme, mais moins coniques, telles que celles indiquées en 11, ce qui simpli- fie la fabrication, la finition de ces tubes et leur entreposition dans les magasins.
Conformément à l'invention, lespièces découpées sont courbées en arc de cercle et les parties des feuilles de tôle, en forme de coquilles, ainsi découpées sont, ensuite, nunies de languettes d'assemblage en vue de la réalisation desjoints longitudinaux. Pour la fabrication d'un tube rond, de forme cylindrique ou cônique, à artir d'une feuille de tôle, les deux extrémités du développement de la tole sont courbées suivant un quart de cercle, plus le recouvrement du joint, comme représenté sur la fig. 2. Ensuite, les bords longitudinaux sont munis de languettes d'assemblage, 12 et 13 d'une façon connue, et de préférence, conformément aux figs. 14 à 17, ce qui donne naissance à la pièce représentée sur- la fige 3.
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La moitié encore plane, jusqu'à maintenant, du développement de la tôle étant courbée, le tube se ferme,conformément à la figo 4. Les lan- guettes s'assemblage 12 et 13 sont déjà, comme le montre la fig. 16, intro- duites les unes dans les autres et, après introduction d'un noyau dans le tube, elles sont réunies par martelage, ou par compression, pour former le joint longitudinal représenté en coupe sur la fig. 17.
Pour la fabrication de tubes semblables, de section ovale ou elliptique, la tôle développée toute entière est d'abord courbée suivant un arc de cercle de rayon R, comme on le voit sur lafig. 5. Après quoi, les bords longitudinaux de ladite tôle développée, sont munis des languettes d'accouplement 12 et 13 (fig. 6) et, ensuite, les parties 4 et 5 provenant du développement de cette tole, sont courbées plus fortement suivant le ra- yon r, de sorte que le tube elliptique se trouve ainsi formé, conformément à la fig. 7. La section elliptique offre dans la même direction, pour les tubes chargés plus fortement d'un côté, un moment résistant plus élevé et moins de prise au vent.
On peut aussi fabriquer, de la même façon, des tubes à section très plate et uniforme, et sur lesquels le vent glisse, pour des tirants, ou jambes de force d'avions, pour des mâts de haubannage, téléphérage, etc.
Les figso 8, 9, 10, 11 et 12 représentent la fabrication d'un tube à partir de deux demi-coquilles de tôle. La fig. 8 représente une demi- coquille, ou un demi-tube ayant reçu sa courbure définitive, sans les lan- guettes d'assemblage qui doivent, selon l'invention, être fixées ultérieure- ment avec un outil à entailler approprié, conformément à la fig. 9.
Toutes les languettes d'assemblage, fixées sur les deux bords longitudinaux, sont disposées extérieuremento La fige 10 représente l'autre moitié du tube, dans laquelle toutes les languettes d'assemblage sont disposées intérieurement Les figso 11 et 12 montrent les deux moitiés du tube réunies de façon à for- mer un tube rondo On peut également obtenir des sections transversales de n'importe quelle autre forme, à partir de deux coquilles de tôle, ou même d'un nombre plus élevé de celles-ci et les languettes d'assemblage placées sur les deux bords de chaque coquille peuvent être recourbées dans la même direction, ou dans des directions opposées.
L'achèvement des joints longitudinaux aJieu, conformément à l'in- ventions par découpage et cintrage des languettes d'assemblage en forme d'arc de cerle sur les bords des tôles qu'il s'agit de réunir, ces languettes pé- nétrant ensuite les unes dans les autres et assurant, après fermeture du joint, à la section longitudinale, une résistance particulière ou cisaille- ment, comme dans le cas de rivets entrecroisés et noyés d'un côté dans une matière dure.
On connaissait, jusqu'à présent, des joints avec des languettes d'assemblage disposées sous un certain angle, ces languettes étant obtenues au moyen de couteaux en forme de tiges pénétrant perpendiculairement dans la surface de la tôleo Les tôles, d'une dureté particulièrement grande, telles que celles que l'on recherche pour les parois minces des tubes destinés aux constructions,ainsi que pour la fabrication des avions, ne peuvent pas s'as- sembler avec des languettes de ce genre, la couche extérieure des arêtes sou- mises au pliage étant alors déchirée. Le nouveau procédé de fabrication con- forme à l'invention évite des déchirures.
La fige 13 représente schématiquement, à gauche, un outil desti- né au découpage de deux languettes d'assemblage et, à droite, un autre ou- til, qui, au moyen des couteaux 15 et 16, exécutant des mouvements en arc de cercle, adécoupé les languettes d'assemblage 17 et 18 et les a courbées éga- lement en forme d'arcs de cercle en les faisant sortir de la surface de la tôle.
La forme du poinçon et de la matrice, de même que le mouvement en arc de cercle de ce poinçon,empêche la formation d'une arête recourbée,
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ainsi que l'étirage de ces languettes d'assemblage qui, autrement serait excessif, et elle s'oppose ainsi à l'apparition de toute déchirure. Au moment de la fermeture du jointla courbure, en forme d'arc de cercle , imposée aux languettes susdites, devient plus anguleuse, comme on peut le voir sur la fig. 18, mais cette déformation supplémentaire a lieu dans une deuxième opération, par compression et refoulement simultanés et même, avec des matériaux très durs, elle ne donne naissance à aucune déchirure.
Le poinçon est muni des pièces 19 qui servent d'outils à. courber, et des poussoirs 20 à course limitée, qui soulèvent la tôle, à la hauteur des languettes après chaque opération.
La tête de découpage qui porte les couteaux 15 et 16, est avantageusement réalisée avec un dispositif de guidage par colonne et sous forme d'un arracheur, d'où les couteaux ne sortent, sous l'action des poinçons 21 et 22,que vers latin de l'opération; les couteaux étant ramenés dans cette tête,en tournant vers l'arrière, par l'extrémité dentée des poinçons avant la fin de l'arrachage. Pour les joints circulaires on réunit un petit nombre de couteaux dans un même outil et pour les joints longitudinaux, en nombre plus élevé.
Les figs. 14 à 17 représentent un joint de verrouillage perfectionné, ou l'assemblage de deux bords de tôle au moyen de languette. La fig.
15 est une coupe pratiquée dans une tôle suivant la direction A-B de la fig.
14. Les languettes d'assemblage sont, comme décrit lus haut, recourbées en forme d'arc de cercle à l'extérieur du plan de la tôle, mais elles ne présentent pas encore d'angles vifs, et chaque languette double 23 comprend deux languettes simples 24 par devant et par derrière, Le joint de verrouillage connu, jusqu'à présent se composait uniquement de deux languettes doubles semblables 23. Les deux languettes étaient suspendues au "pont" de métal 25 et leur largeur correspondait à celle de ce "pont", de sorte que ce dernier était soumis à un effort excessif, lorsqu'on appliquait aux languettes une certaine tension.
Les languettes simples 24 ont donc été disposées entre les languettes doubles, ces languettes simples assurent une contrainte égale au "pont" de métal et aux languettes doubles et renforcent ainsi la résistance d'ensemble du joint, par rapport à celle du joint de verrouillage déjà connu. Un changement de direction dans la disposition des dents est nécessaire, en vue d'éviter un déplacement du métal et en vue d'obtenir une résistance égale dans chaque direction. Conformément au but recherché, on peut disposer un nombre quelconque de languettes simples 24 entre deux languettes doubles 23.La figo 16 représente deux bords de tôle, mmis de languettes s'assemblage 23 et 24 et déjà engagées les unes dans les antres pour être réunies. La figo 17 est une coupe du joint fermé et terminé par compression, laminage ou martelage.
La fig. 18 représente deux tubes coniques 25 et 26 assemblés dans le sens de la longueur au moyen d'un joint de verrouillage comprenant une double rangée de languettes.
Les languettes de ces deux rangées sont amenées les unes contre les autres et la distance latérale entre ces languettes est plus grande que dans lesjoints de verrouillage qui n'en possèdent qu'une rangée. Des gabarits d'estampage s'adaptant aux extrémités arrondies et encore ouvertes des tubes, sont chassés ouserrés dans ces tubes avec leurs éléments de guidage; ces gabarits sont destinés à amener en prise l'outil de lafig. 13 avec les éléments de guidage susdits et ils assurent une adaptation réciproque et préaise des languettes d'assemblage des deux tubes et permettent d'obtenir l'an- gle désiré entre leplan du joint et l'axe du tube. Le découpage et le cambrage des languettes d'assemblage s'effectue au moyen d'un outil correspondent à celui de la fige 13 muni ' de deux couteaux seulement.
Entre le poinçon et la matrice l'extrémité de la feuille de tôle formant la gaine du tube à façonner, est pensée comme dans les mâchoires d'une pince ronde et cela, de telle façon que les languettes d'assemblage de l'une des parties soient dirigées vers l'intérieur et les languettes correspondantes de l'autre par -
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tie vers 1'extérieure
Le joint circulaire 27 a double rangée de languettes doit être fermé avant les joints longitudinaux 28 et 290
Les languettes d'assemblage quise trouvent devant le joint lon- gitudinal doivent d'abord être amenées les unes en face des autres,de façon à pouvoir s'engager les unes dans les autres, puis rivées progressivement les deux côtés.
Les languettes d'assemblage des joints circulaires doivent être courbées de telle façon qu'elles puissent s'engager les unes dans les autres, non seulement latéralement, mais encore perpendiculairement.
Si les joints longitudinaux sont fermés, eux aussi, après les joints circulaireson assemble par des rivets supplémentaires les parties des joints longitudinaux du tube 25, qui recouvrent le tube 26 sur la longueur de l'assemblage et qui sont restés dépourvus de languettes, ce quirenforce simul- tanément les joints circulaires et longitudinaux.,
La figo 19 représente deux tubes coniques 32 et 33, fabriqués conformément à la présente invention, chacun à partir d'un ou plusieurs élé- ments de tôle en forme de coquilles. Leurs extrémités larges sont réunies au moyen d'un double joint circulaire de verrouillage,ce qui donne naissance à un tube en forme de fuseau et allant en s'amincissant à partir du milieu vers ses deux extrémités.
Dans la zône d'assemblage, les extrémités larges de ce tube sont cylindriques-, Pour le reste, la réalisation des joints longitu- dinaux et du joint circulaire correspond à celle qui a été décrite avec la fig. 18. La partie élargie de ces tubes en forme de fuseaux, qui va en augmentant vers le centre peut être avantageusement remplie, de préférence par centrifugation avec une matière peu coûteuse, résistant à la pression, par exemple, avec du bétono Avec un tube en forme de fuseau, ainsi rempli, il est possible de diminuer la section transversale de l'enveloppe de métal dans laquelle le béton a été introduite Les éléments d'une structure portante, soumis à des forces de compression, sont également pourvus, conformément à l'inventions de noyaux formés d'une matière peu coûteuse,
et résistant à la pression comme le béton et dont l'épaisseur des parois diminue à partir du milieu vers les deux extrémités, ladite matière étant coulée, ou introduite par centrifugation dans ces élémentso L'introduction de deux moitiés de noyauxà partir des deux extrémités du tube, facilite la fabrication-, Il est préférable de fixer à force, par.différence de température, les tubes métalliques cylindriques sur des noyaux de ce genre, fabriqués séparément, pour empêcher que le béton ne se détache ultérieurement du tube extérieur, au cas où ce dernier serait porté à une température plus élevée.
Si les voies de transport sont longues ou difficiles entre l'endroit où ces éléments sont fabriqués et ceux où ils sont employés, l'adaptation aux forces de flexion croissantes et décroissantes est assurée, en ce qui concerne la résistance au flambage, pour les éléments soumis à des efforts de compression de façon à obtenir une réduction;
, de poids, par l'introduction de raccords à l'intérieur de ces éléments, ou par l'application de manchons à l'extérieur de ceux-ci, la largeur et l'épaisseur des parois de ces raccords étant adaptées aux exigences qui leur sont imposéeso La pose de ces raccords ou de ces manchons s'effectue à froid, ou bien après chauffage du tube extérieur, d'après le procédé de frettage bien connu, Une galvanisation ultérieure à chaud améliore l'assemblage entre les tubes introduits les uns dans les autres, de même qu'une soudure par immersion.
Les extrémités étroites d'un tube en forme de fuseau sont pourvues, lorsqu'elles doivent être raccordées au point d'application de plusieurs forces, d'un organe d'assemblage, constitué par un anneau de renforcement 34, introduit dans l'extrémité étroite du tube a parois minces 33.L'extérieur de cet anneau 34 consiste en une succession de bourrelets 35 et de rainures 36, qui se raccordent entre eux en formant des ondulations et qui d'abord sont peu marquées, mais deviennent plus fortes et plus inclinées vers l'extrémité du tube.
La paroi du tube 35 est serrée sur les bourrelets circulaires 35
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et dans les rainures 36,également circulaireset un anneau extérieur extensible 37, comportant des bourrelets et des rainures appropriées, assure extérieurement la déformation de la paroi du tube et,en même temps, un serrage vigoureuxo Les bourrelets et les encoches peuvent correspondre à un pas de vis et l'anneau.
extérieur 37, fermé dans ce cas, peut être solidement vissé comme un écrou sur l'extrémité déformée et renforcée du tube, Un anneau extérieur 37, préalablement chauffé se comporte en même temps comme une frette et augmente la rigidité de l'assemblageo L'extrémité libre de l'anneau intérieur 34 est réalisée sous la forme d'un "oeillet de renforcement" comportant un trou 380
La figo 20 représente!'assemblage des extrémités des tubes 40 et 41 avec un anneau intérieur 42La surface externe de cet anneau intérieur commence à gauche par une partie plane mesurant environ cinq fois l'épaisseur de la paroiA cette partie plane se raccorde un bourrelet, disposé tout autour, présentant en coupe la forme d'un arc de cercle,
d'une hauteur égale à environ la moitié de la paroi du tube et dont la corde mesure à peu près cinq fois l'épaisseur de cette paroi.
Ce bourrelet se termine sans ressaut en formant une rainure qui présente également en coupe le profil d'un arc de cercle et dont la profondeur est à peu près égale à l'épaisseur de la paroi du tube et dont la corde a pour longueur environ six fois l'épaisseur de cette même paroi. Toujours sans ressaut, bient ensuite un bourrelet dont la hauteur atteint 1,5 rois l'épaisseur de la paroi du tube et dont la corde mesure, environ cinq fois cette épaisseur,ce bourrelet étant suivi, à son tour, d'une rainure dont la profondeur est encore, à peu près égale à l'épaisseur de la paroi du tube, et dont la corde a pour longueur environ six fois l'épaisseur de cette même paroio Puis vient encore un nouveau bourrelet, sans ressaut,
mesurant à peu près la moitié de l'épaisseur de la paroi et ayant environ cinq fois cette épaisseur comme longueur de cordeo L'extrémité de l'anneau intérieur 42, tournée vers la droite, est de nouveau plane et sert, comme l'entrée de ce même anneau, au guidage rectiligne de la paroi déformée du tube.
L'extrémité du tube 41 est munie, dans la zône où s'effectue l'assemblage, d'un joint, longitudinal ouvert sans recouvrement. L'anneau intérieur 42 a des dimensions telles qu'il élargit facilement le tube 41, lorsqu'il est engagé dans ce tubeo La paroi de ce dernier est alors fortement appliquée contre les bourrelets qui l'entourent et dans les rainures. L'extrémité du tube 40 a un diamètre qui dépasse celui du tube 41 de deux épaisseurs des parois et elle reçoit les déformations nécessaires pour pouvoir s'adapter à ce tube.
Etant donné que cette extrémité ne comporte aucun joint fermé sur toute la longueur de l'assemblage, elle peut être introduite sur l'extrémité du tube 41 en subissant une déformation élastique correpondant à la hauteur d'un bourreleto Les parties déformées de la paroi du tube sont convenablement appliquées à forces les unes dans les autres et renforcées sur toute la périphérie, sans affaiblissement de la section transversale, par l'anneau élastique extérieur 43 dont la surface interne reproduit le profil négatif de l'anneau intérieuro Les dimensions des bourrelets et des rainures doivent être choisies, dans les deux anneaux, de telle sorte que les parois du tube soient serrées contre les flancs des profils, avant de l'être contre le fond de ceux-ci.
De cette façon, on obtient un effet de coincement qui, même pour une faible tension entre les anneaux, assure aux parois du tube une bonne compression et un serrage énergique qui ne sont limités que par leur résistance à l'arrachement sous les effets de la compression, de la traction et de la torsiono Le passage progressif des fortes déformations du milieu de l'assemblage aux zones de guidage rectiligne des extrémités, assure l'utilisation totale de la résistance du tube à toute espèce de contrainte.
La figo 21 représente en coupe partielle, un assemblage semblable à celui de la figo 20. Les extrémités émoussées des tubes à réunir se rencontrent ici, en laissant entre elles un petit intervalle et chacune d'elles
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est munie d'un anneau intérieur de renforcement 45 et 46. La déformation des extrémités et la nature de l'assemblage sont, en principe, les mêmes que celles qui ont été décrites dans le cas de la figo 20,mais le milieu de l'assemblage coïncide ici avec les extrémités des tubes. L'anneau élas- tique extérieur est élargi pour s'adapter aux dimensions des deux anneaux intérieurs et il se comporte comme un manchon jouant le rôle d'un organe servant à la transmission des forces. Les assemblages conformes à la fig.
21 sont faciles et rapides à monter et à démonter sur les chantiers et dans les structures portantes autonomes,par fermeture et ouverture de l'anneau élastique extérieur 47. Ils sont particulièrement désignés pour être utili- sés aux points de convergence des forces,où ils peuvent recevoir des étais, des traverses, etc...
La fig. 22 représente en coupe partielle, un assemblage du même genre que celui de la fig. 21. Les tubes 48 et 49, réunis entre eux, ont des diamètres différents, de même que les anneaux intérieurs adaptés à ces tubes. L'anneau extérieur élastique 50 servant à la transmission des forces, présente des diamètres différents, comme un manchon de réduction pour tubes.
L'endroit où apparait cette réduction de diamètre, n'est pas matérialisé sous la forme d'un anneau fermé, mais cette réduction s'effectue progressivement en 51, de façon à conserver l'élasticité et la souplesse d'adaptation de l'anneau extérieuro
La figo 23 est une vue en plan d'un assemblage conforme à celui qui est représenté sur le côté droit de lafigo 22.
Les anneaux extérieur 50, sur la figo 22 et 47, sur la figo21, peuvent aussi être réalisés sous forme de pièces d'angle et de pièces courbesde sorte que les tuyaux après avoir été réunis, peuvent faire entre eux n'importe quel angle. Une pareille disposition est fréquente, surtout dans la construction des toits. Ces tubes peuvent, quand les circonstances l'exigent, être cylindriques, coniquesen forme de fuseaux et présenter des sections circulaires ou elliptiques.
La fig. 24 représente, en plan, la fermeture d'un anneau élastique extérieur avec sa vis de serrage. L'extrémité gauche de l'anneau extérieur 52 est façonnée de manière à former un oeillet carré ou rectangulaire 54. Une éclisse auxiliaire 55 renforce cet oeillet 54 et elle est fixée à l'anneau extérieur susdit au moyen de rivets,ou par soudure autogène. L'extrémité droite de cet anneau 52 présente une autre forme de réalisation. Elle est également façonnée de manière à former un oeillet carré, ou rectangulaire 56, et en même temps,une éclisse auxiliaire 57. Un "pont" 58, introduit dans cet oeillet, sert à le renforcer. Les deux oeillets sont pressés contre le tube; suivant une direction tangentielle, par une ou plusieurs vis de serrage 59 et ramenés très énergiquement sur ce tube sans effet de flambage.
Ces vis de serrage peuvent en même temps recevoir des organes de renforcement pour des étais, des attaches transversales, etc.... entre les deux oeillets susdits, ou de chaque côté de ceux-ci.
La figo 25 est une vue de côté et la fig. 26 une coupe d'un autre dispositif de raccord éalstique pouvant être démonté de nouveau, formé par un anneau extérieur et destiné à un assemblage de tubes. Les deux extrémités, semblables l'une à l'autre, de l'anneau extérieur élastique 60, sont munies de dents obliques 61 sur leurs cotés extérieurs. Une clavette 62,. convenablement recourbée et comportant également des dents obliques du même type et de mêmes dimensions, est appliquée, de côté, sur les extrémités dentées de l'anneau extérieur de telle sorte que les dents 61 et 63 viennent en prise les unes avec les autres et qu'il en résulte une tension croissante dans l'anneau extérieur 60, au fur et à mesure que la clavette 62 s'engage davantage. La forme, suivant laquelle les dents ont été travaillées à l'arrière, maintient fortement cette clavette.
Ces dents sont, de préférence, estampées.
La fig. 27 et la figo 28 représentent, la première dans une vue
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latérale et la seconde dans une vue frontale, un autre genre d'assemblage, encore plus économique, de l'anneau extérieur 65, soumis à une certaine tensiono Les deux extrémités 66 et 67 de cet anneau extérieur se recouvrent et sont pourvues de dents de scie qui s'adaptent les unes aux autres. Un tracé anguleux ou ondulé, des dents,dans le sens de la largeur de l'anneau. extérieur, empêche un trop grand affaiblissement du métal, renforce les dents et contribue à les maintenir les unes dans les autres. L'extrémité 66 de l'anneau se termine en forme de coin, ce qui améliore son calage, sa fixation.
Des dents supplémentaires 68 et 69, qui se trouvent aux deux extrémités de l'anneau, facilitent la mise en place d'un dispositif destiné à l'enlèvement de cet anneau..
La fi go 29 représente, en vue latérale, un tube en forme de fu- seau, constitué par les tubes coniques 71 et 72, réunis par un assemblage 73, conforme à la figo 20.L'assemblage 73, qui se trouve au milieu du tube, est utilisé à la place de celui qui est représenté en 34 sur la fig. 19 et qui est moins coûteux et plus élégant, lorsqu'il y a lieu de raccorder à cet endroit des étais, des traverses, ou autres éléments semblables. Les deux extrémités les plus petites des tubes 71 et 74, coniques l'un et l'autre,, sont reliées entre elles par l'assemblage 75,où se touve le point d'application de plusieurs forces. Cet assemblage 75 correspond à la fig. 21 et au système de fermeture de l'anneau extérieur élastique de la figa 24 avec des vis de serrage.
Les étais transversaux 76 et 77 sont fixés en même temps avec ces mêmes vis. Dans bien des cas, comme lorsqu'il s'agit de mâts à plusieurs jambes pour canalisations, il existe deux étais supplémentalres, disposés à 90 degrés par rapport aux étais 76 et 77 et qui vont en s'écartant du point d'application des forceso
Sur les figo 36 et 37, on a représenté un assemblage renforcé réunissant deux tubes à parois minces 106 et 107, dont le diamètre diffère de l'épaisseur d'une paroi. Ces tubes peuvent être fixés par étirage, soudés à l'autogène, rivés ou réunis par un joint de verrouillage. A l'endroit du joint renforcé se trouve intérieurement une pièce 108 présentant quatre bras en forme de croix 109 ayant leurs surfaces latérales parallèles deux à deux et dirigées suivant l'axe du tube.
Les parois de ce dernier sont ap- pliquées par compression sur les bras 109 et, dans le cas de tubes compor tant des joints, il faut faire attention à ce que le joint longitudinal se trouve bien à l'endroit où se produit la déformation la plus faible. Pour renforcer cet assemblage, des organes de serrage sont disposés sur les bras susdits. Quatre réalisations différentes sont représentées dans le cas de l'exemple qui vient d'être décrit.
Les parois des tubes 106 et 107 sont pressées l'une contre l'autre, et contre le bras 109, au moyen d'un étrier extérieur de serrage 111 d'un genre de construction connue Pour obtenir une meilleure transmission des efforts, les surfaces latérales du bras 109 et les parties destinées au serrage de l'étrier 111 ne sont pas lisses, mais elles sont, de préférence, réalisées avec des déformations 110 qui se présentent obliquement par rapport à la direction des forces qui entrent en jeu, de sorte que non seulement on obtient une meilleure transmission des efforts, mais qu'on amène ainsi en prise, dans de meilleures conditions, les parois minces des tubesoSur les trois autres organes de fixation, on emploie une vis 112,
dont la tige est logée dans un trou percé dans le bras 109. Lavis 112 traversant et serrant deux fois les deux parois des tubes 106 et 107, on ob tient une résistance double au cisaillement et un effet de serrage double, ce qui assure, par rapport aux assemblages à vis déjà connus, une solidité plusieurs fois renforcée.
En raison de la double incision pratiquée pour le p assage des vis en question, la surface destinée à la transmission des efforts, se trouve doublée pour chacune de ces viso Dans cestrois exemples, on peut employer également des rivets à la place des vis 112. Le serrage, dans l'exemple représenté à gauche (figa 36),s'effectue au moyen de la vis 112 qui traverse la paroi lisse du trou percé dans le bras 109 et dans les parais 106 et 1070
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Dans un autre exemple,le trou 113 est percé en forme de cône des deux cô- tés du bras 109 (ce qui correspond à une déformation en creux très mar - quée)Les éléments qui doivent se placer dans ces déformations en creux des parois des tubes 106 et 107,sont introduits dans la partie conique au moyen des rondelles d'épaisseur 114.
La pression de ces rondelles assure une forte adhérence et permet, dans de bonnes conditions, la transmission des efforts du tube 106 au tube 107 et inversement. Le dernier exemple fait voir une forme de réalisation semblable, toutefois, la partie conique du trou percé dans le bras comporte en plus des rainures circulaires 116, dis- posées concentriquement et ramenées vers le haut dans la direction de la surface planeoLes parties 115 sont faconnées en conséquence, ce qui en- traîne une légère déformation des parois des tubes 106 et 107 au moment du pressage, ce genre d'assemblage assure les meilleures possibilités en ce qui concerne la réception des efforts auxquels il peut être soumis.
En choisissant la pièce 108, il faut avoir grand soin de serrer le plus possible la plus grande partie de la périphérie des tubes. Il est donc recommande:, dans le cas de tubes d'assez grands diamètres, de choisir une pièce à plusieurs bras.
La fig.38 représente une pièce à six bras 108 tandis que sur la figo 39 on peut voir unepièce analogue à trois bras. Le nombre de ces bras n'est pas limité et peut être aussi élevé qu'on le désire. Dans le cas où-il s'agit de transmettre des efforts exceptionnels d'un tube à l'autre, on peut disposer plusieurs vis de serrage sur chaque bras.
Les figso 40 et 41 représentent, de nouveau, un assemblage renforcé, reliant les deux tubes 106 et 107 et dans l'intérieur duquel se trouve une pièce à trois bras 108. Comme cet assemblage est, en même temps, un point de convergence des forces auquel sont raccordés les étais supplémentaires 117, 118 et 119, les vis de serrage 112 servent en même temps an serrage de ceux-ci.
A l'extrémité du tube 107 se trouve un tube de renforcement 120, fabriqué, de préférence, avec une matière plus molle que le tube 107. Le tube de renforcement 120 peut remplacer entièrement la pièce à trois bras 1080 Si cette pièce n'est pas utilisée et si le tube de renforcement est comprimé jusqu'à ce que sa paroi interne vienne toucher, sur toute sa péri - phérie, la surface qui peut être serrée, celle-ci s'agrandit. Le but de chaque assemblage consiste à rendre les surfaces de serrage aussi grandes que possible, attentu que, de cette manière, il est possible de transmettre un plus grand effort d'un tube à l'autreo Le bras transversal 117, raccordé au dispositif d'assemblage, laisse voir un tube intérieur 121, utilisé comme pièce de renforcement.
A l'endroit du raccordement les deux tubes sont serrés l'un contre l'autre par leurs parties planes. Le serrage est assuré au moyen des vis 122 et à cet endroit, on peut créer des déformations dans une direction transversale à celles des forces mises en jeu.
Les étais transversaux 118 et 119 présentent également des pièces de renforcement à l'endroit du raccordement.
Les figso 42 à 45 représentent deux extrémités de ces étais, à savoir, la figo 42,une extrémité en forme de fourche et les figs. 43-45 une extrémité simple. Le tube de renforcement 123 comporte intérieurement une pièce de renforcement 124. Les trous 125 sont destinés aux vis de serrage.
Les extrémités de ces étais ne doivent être aplaties par compression qu'autant que cela est nécessaire au serrage et des bourrelets de renforcement creux 131 subsistent au moins sur deux des côtés, à droite et à gauche de la partie réservée au serrage, jusqu'à l'extrémité de l'étais. Il est préférable que ces bourrelets 21 n'existent que d'un côté, l'autre côté du tube aplati restant lisse.
La pièce de renforcement peut être réalisée, à l'endroit d'un raccord, de la même façon qu'aux extrémités des étais.
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Sur la figo 46, on a représenté un raccord comprenant deux extrémités de tubes 126 et 127 et dans lequel le tube 126 comporte un tube de renforcement 128, disposé intérieurement et le-tube 127.,un autre tube de renforcement 129, disposé extérieurement. Après introduction de ces tubes de renforcement, on procède à l'aplatissement de l'assemblage, de façon à créer au moins deux surfaces de serragelemmbre de ces surfaces étant égal à trois dans l'exemple cité plus haut.
On a indiqué,en 130, les axes des organes de serrage non représentéso
Etant donner que l'introduction d'unepièce de renforcement formée par un tube,ainsi que la déformation des tubes, qui pénètrent les unes dans les autres, n'entraîne aucun affaiblissement de ces tubes, ni même de leur résistance au flambage, cette disposition peut être adoptée également pour le milieu du tube,c'est-à-dire, à un endroit qui n'est pas un raccord. De cette façon, il est possible de fixer des étais obliques à n'importe quel endroit du tube.
La figo 30 représente schématiquement le montage d'une structure portante, formée de tubes et d'assemblages conformément à la présente inven- tiono Les diamètres des tubes élémentaires en forme de fuseaux à leur extrémité étroite et ces diamètres,au milieu de ces mêmes tubes sont dans le rapport d'un à deux environ. Les plus grandes longueurs encore économiques.,pour des tubes, sont d'environ quinze mètreso
La figo 31 représente une coupe pratiquée le long de la ligne G-H à l'endroit de la figo 30 où sont appliquées les forces. Le raccord entre les deux tubes-poteaux est réalisé conformément aux figso 20 et 24. Les étais transversaux 82 et 83 sont fixés au raccord susdit par les vis de serrage 24.
L'anneau élastique extérieur se compose de deux parties 86 et 87, l'une de ces parties au moins, la partie courte, étant, de préférence, fabriquée en métal fondu, ou découpée à la presse, tandis que les anneaux extérieurs et intérieurs, d'une certaine longueur, peuvent être formés d'une bande de métal profilée On remplit les interstices existant entre les oeillets des anneaux extérieurs, traversés par les vis, et les oeillets de raccordement des étais transversaux, par des rondelles 88 de différentes épais- seurso
La fig. 32 est une vue latérale d'un assemblage semblable, y compris la fixation d'un tube de support oblique 90.
Ce dernier est entouré d'un anneau extérieur élastique 91 et fixé par ses vis de serrage 93 aux vis de serrage 83 et 84, grâce aux quatre pièces de liaison 92, toutes semblables les unes aux antres.
La figo 33 représente un rivet destiné à l'assemblage de tôles minces conformément à la présente inventiono Dans ce cas aussi, la tôle est fortement déformée, mais cette déformation est de moins en moins forte du côté de l'extrémité du raccord, c'est-à-dire, sur le bord de la tête du rivet, ces déformations étant rendues plus rigides et serrées les unes contre les autres par l'organe de raccordement.
Dans les assemblages de ce genre par rivets, ce n'est plus la pression résultant du frottement à l'intérieur des trous qui détermine la solidité, mais la résistance de la tôle autour de l'ondulation extérieure résultant de la déformation. En cas de contraintes provenant d'efforts de traction le trou du rivet, malgré l'importance de son diamètre, n'entraîne aucun affaiblissement. Les forces sont transmises par la tête du rivet et la plaque de contre-pression 96, qui se trouvent dans les parties déformées.
Les tiges de rivets de ce genre peuvent être percées en totalité, ou en partie,et comporter un pas de vis intérieur de façon ' à recevoir des vis de toutes sortes. Ces rivets peuvent aussi, comme le montre la figo 34, être réalisés sous forme de rivets noyés.
La fig. 35 représente un assemblage par vis du même type. Les bords des tôles 100 et 101, qui se recouvrent sont déformés entre deux plaques dures 102 et 103,de telle sorte que les soulèvements et les dépressions
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qui apparaissent, sous forme d'ondulations, autour du trou de lavis dans la coupe transversale de la tôle,atteignent leur maximum au voisinage de ce trou et décroissent constamment vers le bord extérieur des plaqueso Les plaques 102 et 103 raidissent les déformations de la tôle sous l'effort de compression exercé par la vis 24 et elles maintiennent les tôles serrées for- tement et d'une façon sûreo Des assemblages par vis de ce genre servent, en outre, à réunir les bords des tôles, des bandes de métal, etc..., ainsi qu'à fixer diverses pièceso
La figo 35 représente,
à titre d'exemple, un fer en U 105 fixé au moyen de vis. Cet assemblage par vis sert à la fois à la fixation des tô- les et à celle des fers en U, mais il peut aussi être utilisé avec n'impor- te quelle paroi de tôle pour l'un des buts p récitéso
Des assemblages de ce genre par vis et par rivets peuvent toute- fois s'employer aussi, pour former des joints par rapprochement, sur les bords des tôles, les extrémités des bandes, etc..Les têtes des rivets et des vis qui s'engagent dans les déformations, ainsi que les plaques intermé- diaires, transmettant entièrement les forces de traction et de compression appliquées aux extrémités qui se raccordent, par simple rapprochement, les unes avec les autres, et, à l'endroit de l'assemblage, la solidité est égale à cent pour cent de celle de la matière utilisée.
Des forces supplémentaires et transversales peuvent être appliquées simultanément dans ce cas.
On peut réaliser un assemblage correct et simple des extrémités de l'anneau extérieur, du même type et ayant la même efficacité que celui des fige. 25 et 26, en recourbant en arrière les deux extrémités de cet an- neau d'environ 108 , avec un petit rayon de courbure, les lignes de courbu- re formant, d'un côté, avec la direction longitudinale du développement de l'anneau extérieur, une sorte de coin dont l'angle diffère d'un angle droit d'environ 3 degrés, et de l'autre côté, présentant un angle d'environ 87 degrés, tout en laissant subsister un espace libre en forme de coin entre les extrémités de l'anneau élastique, recourbées en arrière.
La fermeture correspondante se présente, en plan, sous la forme d'un trapèze. Ses deux extrémités, recourbées en arrière également d'envi- ron 180 degrés sur un petit rayon de courbure, forment, avec les côtés lar- ges de cette pièce de fermeture, un angle qui diffère également de 3 degrés d'un angle droit et elles entourent les extrémités, également recourbées en arrière, de l'acmé au extérieur.La longueur de toutes ces extrémités re- courbées en arrière est la même et correspond à environ cinq fois l'épais- seur de l'anneau extérieur. En appliquant progressivement cette pièce de fermeture par le côté, on fait naître dans l'anneau extérieur une tension croissante, comme sous l'effort de pénétration d'un coin.
Au cas où la fer- meture de l'anneau élastique peut s'effectuer une fois pour toutes, avant le montage du tube, les deux extrémités de cet anneau sont ramenées en ar- rière suivant un petit rayon de courbure, correspondant seulement à 130 de- grès environ, ainsi que les extrémités de 1a pièce de fermeture qu'on peut appliquer convenablement sur cet anneau en la faisant glisser sur celui-ci.
La résistance de la matière, dont est formée la pièce de fermeture, doit être au moins aussi élevée que celle de l'anneau extérieur et la longueur des extrémités recourbées vers l'arrière doit être la même pour la pièce de fermeture que pour l'anneau extérieur et correspondre à environ cinq fois l'épaisseur de la matière employéeo En exerçant sur la pièce de fermeture une pression énergique, dirigée vers le centre du tube, la courbure vers l'arrière des quatre extrémités engagées les unes dans les autres, corres- pond à un angle d'au moins 180 degrés, ce quidonne naissance à une forte ten- sion dans l'arme au. extérieur et dans la pièce qui l'entoure.
Le chauffage de la pièce de fermeture et de l'anneau extérieur produit un effet de,frettage supplémentaire, ainsi qu'une compression et un serrage plus énergiques de la paroi de la tôle déforméeo
Les structures portantes formées de tubes et d'assemblages, con- formément à l'inventior décrite ci-avant, offrent pour la dépense de maté-
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riel la plus réduite,, la plus grande solidité et la plus grande sécurité et elles résistent le mieux à toute attaque du vent ainsi qu'aux charges de glaceo Même les tubes en forme de cônes et de fuseaux? y compris leurs assemblages longitudinaux et transversaux, sont fabriqués sans déchets et sans traitements à chaud, de la façon la plus économique.
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LOADING STRUCTURES SHAPED FROM HOLLOW BODIES OF ALL KINDS, IN PARTICULAR THIN-WALL TUBES AND THEIR MANUFACTURING PROCESS.
Structures are known which can serve as supports, such as the frames of the rooms, the scaffolding used in the construction, the pylons of the pipes, the drilling towers, the frames of planes, wagons, or other constructions, etc. ., produced in the form of hollow bodies which support themselves, or in the form of tubular constructions o In general, drawn or welded tubes are used, the wall thickness of which is, depending on the diameter, in the same ratio as in gas pipes, in water pipes and in "Man- nesmann" tubes. o The assembly of the individual tubes with each other, necessary when it is desired to obtain longer elements, or when you want to strengthen them at points subjected to more considerable efforts,
is carried out by direct welding of these tubes themselves, or by means of end pieces riveted or welded, either autogenously, or with the addition of a foreign weld, these end pieces thus fixed, being joined, by a tube to the other, by means of viso Such tube constructions require a large amount of raw materials and are of considerable weight.
Their manufacture, transport and assembly are expensive. Their high weight requires fairly massive foundations and increases the importance of oscillations, especially in the case of drilling towers and pylons for pipelines.
The support structures, in accordance with the present invention, are manufactured in particular with thin walls and particularly hard materials and of cylindrical, conical, or spindle shape, of elliptical section, or otherwise of section such that the buckling resistance of all the sections, or parts of sections subjected to a compressive force, correspond, in a continuous manner, to the increase and to the decrease of this same resistance to buckling inside each of the aforementioned sections.
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The cutting of tubes, even conical or spindle-shaped, is carried out without waste. The tubular envelope, in one or more parts, is rounded after sectioning, for each tube, after which the side edges and the front edges are provided with tabs, the first for longitudinal assemblies and the second for circular assemblies, these tabs being bent in the shape of an arc during the cutting and bending operations and arranged, preferably, in groups directed in the same direction, then brought to a shape having sharper angles at the time of the seal closing by compression and by repression.
In addition, the ends of the thin-walled tubes are provided in accordance with the invention with tubular connectors exhibiting, in their walls, deformations the effect of which is felt transversely with respect to the direction of the forces, the ends of the aforesaid tubes also being provided with assembly parts which enclose the thin walls of the tubes in question over a large area, without reducing their cross section, these parts adapting to the fittings in question with which they fill the interior.
With a view to fixing any parts at any location on the thin wall of the tubes or of the sheet metal sheaths which serve as their support, deformations of the thin sheet metal wall have also been provided, arranged transversely with respect to the forces. which come into play. The connecting members provided have contact surfaces having protrusions and recesses which adapt to the wall of the tube, or of the sheet, and between which the wall of the tube is clamped, of a safe way, over a large area.
Supporting structures of this type are free from the drawbacks inherent to those which have been known to date. No heat treatment will reduce the strength of these building elements. They are simple and inexpensive to manufacture, they can be transported in good condition and without great expense, and they can be assembled easily and quickly. The weight is extremely reduced, as well as the power of play in the oscillations; on the other hand, due to the cone or spindle shape of the tubes, as well as due to the possible introduction of massive elements intended to increase their rigidity and the shape given to the assembly parts in accordance with l 'invention, the wind force is reduced and the cross section is continuously adapted to the forces involved.
It results from these considerations that we thus arrive at an advantageous price and the greatest stability, while imposing on the foundations only a very reduced stress and while ensuring the greatest operational safety without imposing any local fatigue on the material. .
The drawings show certain embodiments of the invention.
On these drawings:
Fig. 1 represents the cutting of the tubes without waste;
Figs 2, 3 and 4, show the manufacture of a round tube from a part of the sheath;
Figures 5, 6 and 7 make it possible to understand the manufacture of a tube with an oval section, from a sheet metal die;
Figs. 8, 9, 10, 11 and 12 show the manufacture of a conical tube, with circular section, from two pieces of sheet metal;
The pin 13 is the schematic representation of a tool intended for cutting and bending an arc-shaped assembly tongue for particularly hard sheets;
Fig. 14 shows an improved locking joint in plan;
Fig 15, a cut made along line A B on fig Il + 3
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Figs 16 and 17 are cross sections of two strips of sheet metal with the improved locking joint of fig 5, the elements of which are closed by penetrating into each other;
Fig. 18 represents two conical tubes, with an assembly joint forming two rows joined together lengthwise;
Fig. 19, a spindle tube with double assembly joint in the middle of this tube and an end piece allowing a reinforcing leg to be connected at the point of application of an additional force;
Fig. 20, a section made through an assembly of pipes, simple and circular in shape;
Fig. 21, a partial section made through an assembly of pipes, circular in shape with two inner rings;
Fig. 22, a partial section taken through an assembly of pipes, having a circular section in steps;
The rod 23 represents the same section as in FIG. 22 top view;
Fig. 24 shows the two ends of a tightening ring, with the tightening screw;
The figso 25 and 26, the two ends of an oblique toothed clamping ring with closing piece;
Figs 27 and 289 show the two ends of a clamping ring with angular teeth biting into each other;
Figo 29, a spindle-shaped tube with tubular joints in the middle and at one of its ends;
Fig. 30, the assembly of a supporting structure formed of spindle tubes with assembly elements according to the invention;
Fig. 31 is a cross section taken in fig. 30, following line C-H, across an area subjected to additional stress;
Figo 32 is a view of one of the areas of fig. 30, used at the same time for the reinforcement of a transverse support;
Figs 33, 34 and 35 show two assemblies by rivets and one assembly by screws, in which the sheet metal wall is deformed, so as to present undulations which are attenuating towards the edge of the joint;
Fig. 36 is a cross section taken in FIG. 37, following the line I-K, through a joint provided with a part, intended to make it more rigid and having four pairs of clamping surfaces with four different types of clamping;
Fig. 37 shows the same seal seen from the side;
The pin 38, an element intended to increase the rigidity of the joints with six pairs of clamping surfaces;
Figo 39, a similar element, triangular in shape;
The pin 40, an element subjected to additional forces with three oblique reinforcing rods, seen from the side;
Figo 41 is a section made in fig 40 along line L-M;
Fig. 42, a cut through the end of an oblique, fork-shaped reinforcing rod;
The pin 43, a cut made through the single end of a similar rod;
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Fig. 44, a plan view of this same end;
The pin 45, a section along the line N-0 of FIG. 44;
And fig. 46, a cut through a joint at the location of which has been introduced into the two tubes which meet, a tube fragment, forming an element intended to increase the rigidity of the assembly.
According to the invention, the supporting structures are formed of tubes having round, oval, or any other cross sections, provided that they are in accordance with the aim to be achieved, these tubes being manufactured with hard and thin sheets, which were unusable. until now. In load-bearing structures formed from hollow bodies and in tubular constructions, the usual ratio between the thickness of the walls and the diameter of the tubes is up to 1:30, the materials used being chosen so that they can be welded without the addition of foreign matter, or riveted easily.
In the case of the invention, the aforementioned ratio between the thickness of the walls and the diameter of the tubes is increased to 1: 100 and even 1: 400, in order to reinforce the resistance to buckling with the use of same materials and at the same time are used raw materials so hard that they can only be used in a safe way, with the connecting elements employed in the present invention.
In addition, in order to increase the strength of the parts subjected to compressive forces, conical tubes, or in the form of spindles, or else tubes whose wall thickness increases, or decreases, are used. continuously as in a cone or in steps, so as to adapt to the increase or decrease in the buckling resistance which must necessarily be that of the elements of these structures taken separately.
Fig 1 shows, in cross section, two small conical tubes each coming from a single piece of metal, as well as the cross section of a larger conical tube, made with two halves of sheet metal without waste of raw materials. Established according to the available rolling width, the ducts are cut from one or more sheets without waste.
If the rolling width is not sufficient to allow the sheet metal sheets corresponding to the development of two tubes to be cut, the conical surface of the tube developed is divided by the number of sheet sheets, the cut A, in fig. 1, being arranged obliquely so that it can provide the wide ends 2 of the sheets intended to form the tubes, on the side of their widest end, as well as the narrower ends 3 of these same tubes, each arranged next to the others, at the periphery of the tubes in question.
If the joints which overlap, in these tubes arranged one after the other, must be placed so as to form closed connections, which cannot turn, one cuts, a first time, along a more oblique line, and in a sheet of the same width, two more strongly conical outer halves, such as those indicated at 10, on figso 10 and 11, then again, two inner halves, of the same shape, but less conical, such as those indicated in 11, which simplifies the manufacture, the finishing of these tubes and their storage in the stores.
In accordance with the invention, the cut pieces are curved in an arc of a circle and the parts of the sheet metal sheets, in the form of shells, thus cut out are then provided with assembly tongues for the purpose of producing the longitudinal joints. For the manufacture of a round tube, of cylindrical or conical shape, from a sheet of sheet metal, the two ends of the development of the sheet are bent in a quarter of a circle, plus the overlap of the joint, as shown in the figure. fig. 2. Next, the longitudinal edges are provided with assembly tongues, 12 and 13 in a known manner, and preferably, in accordance with figs. 14 to 17, which gives rise to the part shown in fig 3.
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The half still flat, until now, of the development of the sheet being bent, the tube closes, according to fig. 4. The tabs 12 and 13 are already assembled, as shown in fig. 16, introduced into one another and, after introduction of a core into the tube, they are joined by hammering, or by compression, to form the longitudinal seal shown in section in FIG. 17.
For the manufacture of similar tubes, of oval or elliptical section, the entire developed sheet is first bent in an arc of a circle of radius R, as seen in Fig. 5. After this, the longitudinal edges of said developed sheet are provided with coupling tabs 12 and 13 (fig. 6) and, then, parts 4 and 5 coming from the development of this sheet, are bent more strongly according to the pattern. r-yon, so that the elliptical tube is thus formed, in accordance with fig. 7. The elliptical section offers in the same direction, for tubes loaded more heavily on one side, a higher moment of resistance and less wind resistance.
It is also possible to manufacture, in the same way, tubes with a very flat and uniform cross-section, and on which the wind slides, for tie rods, or aircraft struts, for guy lines, cable towing, etc.
Figs 8, 9, 10, 11 and 12 show the manufacture of a tube from two sheet metal half-shells. Fig. 8 represents a half-shell, or a half-tube having received its final curvature, without the assembly tabs which must, according to the invention, be subsequently fixed with a suitable notching tool, in accordance with FIG. . 9.
All the assembly tabs, fixed on the two longitudinal edges, are arranged on the outside - Fig 10 represents the other half of the tube, in which all the assembly tabs are placed on the inside Figso 11 and 12 show the two halves of the tube joined together to form a round tube. Cross sections of any other shape can also be obtained, from two sheet metal shells, or even a greater number of these and the tabs of assembly placed on both edges of each shell can be curved in the same direction, or in opposite directions.
The completion of the longitudinal joints aJieu, in accordance with the inventions by cutting and bending the assembly tongues in the form of a circular arc on the edges of the sheets to be joined, these tongues penetrating then one in the other and ensuring, after closing the joint, to the longitudinal section, a particular resistance or shearing, as in the case of crossed rivets and embedded on one side in a hard material.
Until now, joints were known with assembly tongues arranged at a certain angle, these tongues being obtained by means of cutters in the form of rods penetrating perpendicularly into the surface of the sheet. The sheets, of a particularly hardness large, such as those which are sought for the thin walls of tubes intended for constructions, as well as for the manufacture of airplanes, cannot assemble with tongues of this kind, the outer layer of the sub- ridges. folds being then torn. The new manufacturing process according to the invention avoids tearing.
Fig. 13 schematically shows, on the left, a tool intended for cutting two assembly tongues and, on the right, another tool, which, by means of the knives 15 and 16, performing movements in an arc of a circle. , cut out the assembly tabs 17 and 18 and also curved them in the form of arcs of a circle by making them come out of the surface of the sheet.
The shape of the punch and the die, as well as the circular arc movement of this punch, prevents the formation of a curved edge,
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as well as the stretching of these assembly tabs which would otherwise be excessive, and thus oppose the appearance of any tearing. When the seal is closed, the curvature, in the form of an arc of a circle, imposed on the aforementioned tabs, becomes more angular, as can be seen in FIG. 18, but this additional deformation takes place in a second operation, by simultaneous compression and upsetting and even, with very hard materials, it does not give rise to any tearing.
The punch is provided with parts 19 which serve as tools. bend, and pushers 20 with limited stroke, which raise the sheet to the height of the tabs after each operation.
The cutting head which carries the knives 15 and 16, is advantageously produced with a guiding device by column and in the form of a puller, from which the knives only come out, under the action of the punches 21 and 22, towards Latin of the operation; the knives being brought back into this head, turning towards the rear, by the toothed end of the punches before the end of the pulling out. For circular joints, a small number of knives are combined in the same tool and for longitudinal joints, a higher number.
Figs. 14 to 17 show an improved locking joint, or the assembly of two sheet edges by means of tabs. Fig.
15 is a section taken in a sheet along the direction A-B of FIG.
14. The assembly tabs are, as described read above, curved in the form of an arc of a circle outside the plane of the sheet, but they do not yet have sharp angles, and each double tab 23 comprises two single tabs 24 from the front and from behind, The locking joint known, heretofore, consisted only of two similar double tabs 23. The two tabs were suspended from the metal "bridge" 25 and their width corresponded to that of this " bridge ", so that the latter was subjected to an excessive force, when a certain tension was applied to the tabs.
The single tabs 24 have therefore been arranged between the double tabs, these single tabs provide equal stress to the metal "bridge" and to the double tabs and thus reinforce the overall strength of the seal, compared to that of the already locking seal. known. A change of direction in the arrangement of the teeth is necessary, in order to avoid displacement of the metal and in order to obtain equal resistance in each direction. In accordance with the desired aim, any number of single tabs 24 can be placed between two double tabs 23. Fig. 16 represents two sheet edges, mmis of assembly tabs 23 and 24 and already engaged in each other to be joined. . Figo 17 is a section of the closed joint and finished by compression, rolling or hammering.
Fig. 18 shows two conical tubes 25 and 26 assembled lengthwise by means of a locking joint comprising a double row of tabs.
The tongues of these two rows are brought against each other and the lateral distance between these tongues is greater than in the locking joints which only have one row. Stamping jigs adapting to the rounded and still open ends of the tubes are driven out or tightened in these tubes with their guide elements; these jigs are intended to engage the tool of the fig. 13 with the aforementioned guide elements and they ensure a reciprocal and pre-smooth adaptation of the assembly tongues of the two tubes and make it possible to obtain the desired angle between the plane of the joint and the axis of the tube. The cutting and bending of the assembly tongues is carried out by means of a tool corresponding to that of the pin 13 provided with only two knives.
Between the punch and the die, the end of the sheet metal forming the sheath of the tube to be shaped, is designed as in the jaws of a round clamp and this, in such a way that the assembly tabs of one of the parts face inwards and the corresponding tabs on each other by -
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outward tie
The circular seal 27 with double row of tabs must be closed before the longitudinal seals 28 and 290
The assembly tongues which are located in front of the longitudinal joint must first be brought opposite each other, so that they can engage with each other, then gradually riveted on both sides.
The assembly tabs of the circular joints must be bent in such a way that they can engage with each other, not only laterally, but also perpendicularly.
If the longitudinal joints are also closed, after the circular joints, the parts of the longitudinal joints of the tube 25, which cover the tube 26 over the length of the assembly and which have remained devoid of tabs, are joined by additional rivets, which reinforce simultaneously the circular and longitudinal joints.,
Fig. 19 shows two conical tubes 32 and 33, made in accordance with the present invention, each from one or more shell-shaped sheet members. Their wide ends are joined together by means of a double locking circular joint, which gives rise to a spindle-shaped tube and tapering from the middle to its two ends.
In the assembly area, the wide ends of this tube are cylindrical. For the rest, the realization of the longitudinal joints and of the circular joint corresponds to that which has been described with fig. 18. The enlarged part of these spindle-shaped tubes, which increases towards the center, can advantageously be filled, preferably by centrifugation with an inexpensive material, resistant to pressure, for example with concrete. spindle shape, thus filled, it is possible to reduce the cross section of the metal casing in which the concrete has been introduced.The elements of a supporting structure, subjected to compressive forces, are also provided, in accordance with the 'inventions of cores formed from an inexpensive material,
and pressure resistant like concrete and the wall thickness of which decreases from the middle towards the two ends, said material being cast, or introduced by centrifugation into these elementsso The introduction of two halves of cores from both ends of the tube, facilitates manufacture-, It is preferable to force-fasten, by temperature difference, the cylindrical metal tubes on such cores, manufactured separately, to prevent the concrete from subsequently detaching from the outer tube, in case where the latter would be brought to a higher temperature.
If the transport routes are long or difficult between where these elements are manufactured and where they are used, adaptation to increasing and decreasing bending forces is ensured, with regard to the buckling resistance, for the elements. subjected to compressive forces so as to obtain a reduction;
, of weight, by the introduction of fittings inside these elements, or by the application of sleeves on the outside thereof, the width and thickness of the walls of these fittings being adapted to the requirements which are imposed on them o The fitting of these fittings or these sleeves is carried out cold, or after heating the outer tube, according to the well-known shrinking process, Subsequent hot galvanization improves the assembly between the tubes introduced into each other, as well as an immersion weld.
The narrow ends of a spindle-shaped tube are provided, when they are to be connected to the point of application of several forces, with an assembly member, constituted by a reinforcing ring 34, introduced into the end narrow wall of the thin-walled tube 33.The exterior of this ring 34 consists of a succession of beads 35 and grooves 36, which join together forming undulations and which at first are not very marked, but become stronger and more inclined towards the end of the tube.
The wall of the tube 35 is clamped on the circular beads 35
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and in the grooves 36, also circular, and an extensible outer ring 37, having suitable beads and grooves, externally ensures the deformation of the wall of the tube and, at the same time, a vigorous clamping o The beads and notches may correspond to a pitch screw and ring.
outer 37, closed in this case, can be securely screwed like a nut on the deformed and reinforced end of the tube, An outer ring 37, previously heated, behaves at the same time like a hoop and increases the rigidity of the assembly. free end of the inner ring 34 is made in the form of a "reinforcement eyelet" having a hole 380
Figo 20 represents the assembly of the ends of the tubes 40 and 41 with an inner ring 42 The outer surface of this inner ring begins on the left with a flat part measuring approximately five times the thickness of the wall A this flat part is joined by a bead, arranged all around, having in section the shape of an arc of a circle,
of a height equal to approximately half the wall of the tube and the chord of which measures approximately five times the thickness of this wall.
This bead ends without a projection by forming a groove which also has in section the profile of an arc of a circle and the depth of which is approximately equal to the thickness of the wall of the tube and the length of which is approximately six times the thickness of this same wall. Still without a jump, soon a bead whose height reaches 1.5 kings the thickness of the wall of the tube and whose cord measures about five times this thickness, this bead being followed, in turn, by a groove whose the depth is still more or less equal to the thickness of the wall of the tube, and the length of which is about six times the thickness of this same wall. Then comes a new bead, without a projection,
measuring about half the thickness of the wall and having about five times that thickness as the length of cordeo The end of the inner ring 42, facing to the right, is again flat and serves, as the entrance of this same ring, to the rectilinear guidance of the deformed wall of the tube.
The end of the tube 41 is provided, in the area where the assembly takes place, with a longitudinal joint open without overlap. The inner ring 42 has dimensions such that it easily widens the tube 41, when it is engaged in this tube. The wall of the latter is then strongly applied against the beads which surround it and in the grooves. The end of tube 40 has a diameter which exceeds that of tube 41 by two wall thicknesses and it receives the deformations necessary to be able to adapt to this tube.
Since this end has no closed seal over the entire length of the assembly, it can be introduced on the end of the tube 41 by undergoing an elastic deformation corresponding to the height of a bead. The deformed parts of the wall of the tube are suitably applied to forces one into the other and reinforced over the entire periphery, without weakening the cross section, by the outer elastic ring 43 whose inner surface reproduces the negative profile of the inner ring o The dimensions of the beads and grooves must be chosen, in the two rings, so that the walls of the tube are tight against the sides of the profiles, before being tight against the bottom thereof.
In this way, a wedging effect is obtained which, even for a low tension between the rings, provides the walls of the tube with good compression and energetic tightening which are only limited by their resistance to tearing under the effects of compression, traction and torsion The gradual passage of the strong deformations of the middle of the assembly to the rectilinear guide zones of the ends, ensures the total use of the resistance of the tube to any kind of stress.
Figo 21 shows, in partial section, an assembly similar to that of Figo 20. The blunt ends of the tubes to be joined meet here, leaving a small gap between them and each of them
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is provided with an inner reinforcing ring 45 and 46. The deformation of the ends and the nature of the assembly are, in principle, the same as those which have been described in the case of figo 20, but the middle of the The assembly here coincides with the ends of the tubes. The outer elastic ring is widened to adapt to the dimensions of the two inner rings and it behaves like a sleeve playing the role of a member serving for the transmission of forces. The assemblies according to fig.
21 are quick and easy to assemble and disassemble on construction sites and in free-standing load-bearing structures, by closing and opening the external elastic ring 47. They are particularly suitable for use at points of convergence of forces, where they can receive props, sleepers, etc ...
Fig. 22 shows in partial section, an assembly of the same type as that of FIG. 21. The tubes 48 and 49, joined together, have different diameters, as do the inner rings adapted to these tubes. The elastic outer ring 50 serving for the transmission of forces, has different diameters, like a reducing sleeve for tubes.
The place where this reduction in diameter appears is not materialized in the form of a closed ring, but this reduction is carried out gradually at 51, so as to maintain the elasticity and flexibility of adaptation of the outer ring
Fig 23 is a plan view of an assembly conforming to that shown on the right side of Fig 22.
The outer rings 50, on figo 22 and 47, on figo21, can also be made in the form of corner pieces and curved pieces so that the pipes, after being joined, can make any angle between them. Such an arrangement is frequent, especially in the construction of roofs. These tubes may, when circumstances require it, be cylindrical, conical in the form of spindles and have circular or elliptical sections.
Fig. 24 shows, in plan, the closing of an external elastic ring with its clamping screw. The left end of the outer ring 52 is shaped so as to form a square or rectangular eyelet 54. An auxiliary splint 55 reinforces this eyelet 54 and it is fixed to the aforesaid outer ring by means of rivets, or by autogenous welding. . The right end of this ring 52 has another embodiment. It is also shaped so as to form a square or rectangular eyelet 56, and at the same time, an auxiliary splint 57. A "bridge" 58, introduced into this eyelet, serves to reinforce it. The two eyelets are pressed against the tube; in a tangential direction, by one or more clamping screws 59 and brought back very energetically on this tube without any buckling effect.
These clamping screws can at the same time receive reinforcing members for props, transverse fasteners, etc. between the two aforementioned eyelets, or on each side thereof.
Fig. 25 is a side view and fig. 26 is a section through a further removable coupling device, formed by an outer ring and intended for an assembly of tubes. The two ends, similar to one another, of the elastic outer ring 60, are provided with oblique teeth 61 on their outer sides. A key 62 ,. suitably curved and also comprising oblique teeth of the same type and of the same dimensions, is applied, from the side, on the toothed ends of the outer ring so that the teeth 61 and 63 engage with each other and that This results in an increasing tension in the outer ring 60, as the key 62 engages more. The shape, according to which the teeth have been worked at the back, strongly maintains this key.
These teeth are preferably stamped.
Fig. 27 and fig. 28 represent, the first in a view
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side and the second in a front view, another type of assembly, even more economical, of the outer ring 65, subjected to a certain tension o The two ends 66 and 67 of this outer ring overlap and are provided with teeth of saw that adapt to each other. An angular or wavy outline, teeth, across the width of the ring. exterior, prevents too much weakening of the metal, strengthens the teeth and helps to hold them in each other. The end 66 of the ring ends in the shape of a wedge, which improves its setting, its fixing.
Additional teeth 68 and 69, which are located at both ends of the ring, facilitate the placement of a device for removing this ring.
Fi go 29 shows, in side view, a barrel-shaped tube, consisting of the conical tubes 71 and 72, joined by an assembly 73, in accordance with fig. 20. The assembly 73, which is in the middle of the tube, is used instead of that shown at 34 in FIG. 19 and which is less expensive and more elegant, when it is necessary to connect at this location props, crossbars, or other similar elements. The two smaller ends of the tubes 71 and 74, both tapered, are interconnected by the assembly 75, where the point of application of several forces is found. This assembly 75 corresponds to FIG. 21 and the closing system of the elastic outer ring of fig 24 with tightening screws.
The transverse struts 76 and 77 are fixed at the same time with these same screws. In many cases, as in the case of multi-leg pipe masts, there are two additional struts, arranged at 90 degrees to the struts 76 and 77 and which go away from the point of application of the struts. forceso
On figs 36 and 37, there is shown a reinforced assembly bringing together two thin-walled tubes 106 and 107, the diameter of which differs from the thickness of a wall. These tubes can be fixed by drawing, autogenous welded, riveted or joined by a locking joint. At the location of the reinforced seal there is internally a part 108 having four cross-shaped arms 109 having their side surfaces parallel two by two and directed along the axis of the tube.
The walls of the latter are applied by compression to the arms 109 and, in the case of tubes with joints, care must be taken that the longitudinal joint is indeed located where the deformation occurs. weaker. To strengthen this assembly, clamping members are arranged on the aforementioned arms. Four different embodiments are shown in the case of the example which has just been described.
The walls of the tubes 106 and 107 are pressed against each other, and against the arm 109, by means of an external clamping bracket 111 of a type of known construction. To obtain better transmission of forces, the surfaces sides of the arm 109 and the parts intended for clamping the caliper 111 are not smooth, but they are preferably made with deformations 110 which occur obliquely with respect to the direction of the forces which come into play, so that not only is a better transmission of the forces obtained, but that thus brings into engagement, under better conditions, the thin walls of the tubes. On the three other fasteners, a screw 112 is used,
the rod of which is housed in a hole drilled in the arm 109. Lavis 112 crossing and clamping twice the two walls of the tubes 106 and 107, one obtains a double resistance to shearing and a double clamping effect, which ensures, by compared to the already known screw connections, a strength that has been reinforced several times.
Due to the double incision made for the fitting of the screws in question, the surface intended for the transmission of forces is doubled for each of these screws. In these three examples, rivets can also be used instead of screws 112. Tightening, in the example shown on the left (figa 36), is carried out by means of the screw 112 which passes through the smooth wall of the hole drilled in the arm 109 and in the parais 106 and 1070
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In another example, the hole 113 is drilled in the shape of a cone on both sides of the arm 109 (which corresponds to a very marked hollow deformation) The elements which must be placed in these hollow deformations of the walls of the tubes 106 and 107, are introduced into the conical part by means of washers of thickness 114.
The pressure of these washers ensures strong adhesion and allows, under good conditions, the transmission of forces from tube 106 to tube 107 and vice versa. The last example shows a similar embodiment, however, the conical part of the hole drilled in the arm has in addition circular grooves 116, arranged concentrically and brought upwards in the direction of the planar surface. The parts 115 are shaped. consequently, which causes a slight deformation of the walls of the tubes 106 and 107 at the time of pressing, this type of assembly ensures the best possibilities with regard to the reception of the forces to which it may be subjected.
In choosing part 108, great care must be taken to tighten as much as possible the largest part of the periphery of the tubes. It is therefore recommended :, in the case of tubes of rather large diameters, to choose a part with several arms.
Fig. 38 shows a piece with six arms 108 while in figo 39 we can see a similar piece with three arms. The number of these arms is not limited and can be as large as desired. In the case where it is a question of transmitting exceptional forces from one tube to another, several tightening screws can be placed on each arm.
The figso 40 and 41 represent, again, a reinforced assembly, connecting the two tubes 106 and 107 and in the interior of which there is a part with three arms 108. As this assembly is, at the same time, a point of convergence of the forces to which the additional props 117, 118 and 119 are connected, the clamping screws 112 serve at the same time for tightening them.
At the end of the tube 107 is a reinforcement tube 120, preferably made of a material softer than the tube 107. The reinforcement tube 120 can entirely replace the three-arm piece 1080 If this part is not used. not used and if the reinforcement tube is compressed until its inner wall touches the surface which can be squeezed all around its periphery, this will enlarge. The aim of each assembly is to make the clamping surfaces as large as possible, taking into account that, in this way, it is possible to transmit a greater force from one tube to the other. The transverse arm 117, connected to the device of assembly, shows an inner tube 121, used as a reinforcement part.
At the point of connection the two tubes are clamped against each other by their flat parts. Tightening is ensured by means of screws 122 and at this point, deformations can be created in a direction transverse to those of the forces involved.
The transverse struts 118 and 119 also have reinforcing pieces at the point of connection.
Figs 42 to 45 represent two ends of these struts, namely, fig 42, a fork-shaped end and figs. 43-45 a single end. The reinforcement tube 123 internally has a reinforcement piece 124. The holes 125 are intended for the clamping screws.
The ends of these props should only be flattened by compression as far as necessary for tightening and hollow reinforcing beads 131 remain on at least two of the sides, to the right and to the left of the part reserved for tightening, until the end of the stay. It is preferable that these beads 21 exist only on one side, the other side of the flattened tube remaining smooth.
The reinforcement piece can be made, at the location of a connection, in the same way as at the ends of the props.
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In figo 46, there is shown a connector comprising two ends of tubes 126 and 127 and in which the tube 126 comprises a reinforcing tube 128, disposed internally and the tube 127., another reinforcing tube 129, disposed externally. After the introduction of these reinforcing tubes, the assembly is flattened, so as to create at least two clamping surfaces of these surfaces being equal to three in the example cited above.
It has been indicated, at 130, the axes of the clamping members not shown.
Given that the introduction of a reinforcing piece formed by a tube, as well as the deformation of the tubes, which penetrate into each other, does not lead to any weakening of these tubes, or even of their resistance to buckling, this arrangement can be adopted also for the middle of the tube, that is to say, at a place which is not a fitting. In this way, it is possible to fix oblique props at any point of the tube.
Fig. 30 schematically shows the assembly of a supporting structure, formed of tubes and assemblies in accordance with the present invention. The diameters of the elementary tubes in the form of spindles at their narrow end and these diameters, in the middle of these same tubes are in the ratio of one to two. The longest still economical lengths, for tubes, are about fifteen meters
Fig. 31 shows a section taken along line G-H at the location of Fig. 30 where the forces are applied. The connection between the two post tubes is made in accordance with figs 20 and 24. The transverse props 82 and 83 are fixed to the aforementioned connection by the clamping screws 24.
The outer elastic ring consists of two parts 86 and 87, at least one of these parts, the short part, preferably being made of molten metal, or die-cut, while the outer and inner rings , of a certain length, can be formed from a profiled metal strip.The interstices existing between the eyelets of the outer rings, through which the screws pass, and the connecting eyelets of the transverse props, are filled with washers 88 of different thickness - seurso
Fig. 32 is a side view of a similar assembly, including the attachment of an oblique support tube 90.
The latter is surrounded by an elastic outer ring 91 and fixed by its tightening screws 93 to the tightening screws 83 and 84, thanks to the four connecting pieces 92, all similar to each other.
Figo 33 shows a rivet intended for the assembly of thin sheets in accordance with the present invention. In this case too, the sheet is strongly deformed, but this deformation is less and less strong on the side of the end of the connection, that is, that is to say, on the edge of the head of the rivet, these deformations being made more rigid and tightened against each other by the connecting member.
In assemblies of this kind by rivets, it is no longer the pressure resulting from the friction inside the holes which determines the solidity, but the resistance of the sheet around the outer corrugation resulting from the deformation. In the event of stresses coming from tensile forces, the rivet hole, despite the size of its diameter, does not cause any weakening. The forces are transmitted by the head of the rivet and the back pressure plate 96, which are in the deformed parts.
Rivet shanks of this kind can be drilled in whole or in part and have an internal thread so as to receive screws of all kinds. These rivets can also, as shown in Fig. 34, be made in the form of embedded rivets.
Fig. 35 shows a screw connection of the same type. The edges of the sheets 100 and 101, which overlap are deformed between two hard plates 102 and 103, so that the uplifts and depressions
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which appear, in the form of undulations, around the wash hole in the cross section of the sheet, reach their maximum in the vicinity of this hole and constantly decrease towards the outer edge of the plates o Plates 102 and 103 stiffen the deformations of the sheet under the compressive force exerted by the screw 24 and they keep the sheets tightly and securely clamped. Screw connections of this kind serve, moreover, to join the edges of the sheets, metal strips, etc ..., as well as to fix various parts
Figo 35 represents,
by way of example, a U-shaped iron 105 fixed by means of screws. This screw connection serves both for fixing the sheets and for fixing the U-bars, but it can also be used with any sheet wall for one of the purposes mentioned above.
Assemblies of this kind by screws and rivets can, however, also be used, to form joints by bringing together, on the edges of the sheets, the ends of the strips, etc. The heads of the rivets and of the screws which are attached. engage in the deformations, as well as the intermediate plates, fully transmitting the tensile and compressive forces applied to the ends which are connected, by simple approach, with each other, and, at the place of assembly, the strength is one hundred percent of that of the material used.
Additional and transverse forces can be applied simultaneously in this case.
One can achieve a correct and simple assembly of the ends of the outer ring, of the same type and having the same efficiency as that of the pins. 25 and 26, bending back the two ends of this ring of about 108, with a small radius of curvature, the lines of curvature forming, on one side, with the longitudinal direction of development of the outer ring, a kind of wedge whose angle differs from a right angle of about 3 degrees, and on the other side, having an angle of about 87 degrees, while leaving a free wedge-shaped space between the ends of the elastic ring, curved back.
The corresponding closure appears, in plan, in the form of a trapezoid. Its two ends, also curved back by about 180 degrees over a small radius of curvature, form, with the wide sides of this closing piece, an angle which also differs by 3 degrees from a right angle and they surround the ends, also curved backwards, from acme to the outside. The length of all these ends curved backwards is the same and corresponds to about five times the thickness of the outer ring. By gradually applying this closing piece from the side, an increasing tension is created in the outer ring, as under the force of penetrating a wedge.
If the elastic ring can be closed once and for all, before mounting the tube, the two ends of this ring are brought back with a small radius of curvature, corresponding only to 130 approximately, as well as the ends of the closure piece which can be properly applied to this ring by sliding it over it.
The strength of the material from which the closure piece is formed should be at least as high as that of the outer ring and the length of the ends bent backwards should be the same for the closure piece as for the outer ring and correspond to approximately five times the thickness of the material used o By exerting energetic pressure on the closure piece, directed towards the center of the tube, the curvature towards the rear of the four ends engaged in each other, correspond - lays at an angle of at least 180 degrees, which gives rise to a high tension in the weapon. outside and in the room around it.
The heating of the closure part and the outer ring produces an additional shrinking effect, as well as a more energetic compression and clamping of the wall of the deformed sheet.
The supporting structures formed of tubes and assemblies, in accordance with the invention described above, offer for the expense of material
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The smallest riel, the greatest strength and the greatest safety and they resist any attack of the wind as well as loads of ice the best. Even tubes in the form of cones and spindles? including their longitudinal and transverse assemblies, are manufactured without waste and without heat treatments, in the most economical way.