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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.