EP0716195A1 - Liaison mécanique de ronds à béton, dispositif pour la mise en place de cette liaison mécanique et procédé de fixation de liaison mécanique de ronds à béton - Google Patents

Liaison mécanique de ronds à béton, dispositif pour la mise en place de cette liaison mécanique et procédé de fixation de liaison mécanique de ronds à béton Download PDF

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EP0716195A1
EP0716195A1 EP94490056A EP94490056A EP0716195A1 EP 0716195 A1 EP0716195 A1 EP 0716195A1 EP 94490056 A EP94490056 A EP 94490056A EP 94490056 A EP94490056 A EP 94490056A EP 0716195 A1 EP0716195 A1 EP 0716195A1
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EP
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concrete
mechanical connection
round
sleeve
socket
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Jean-Marie Pithon
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Dextra Europe SA
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D39/00—Application of procedures in order to connect objects or parts, e.g. coating with sheet metal otherwise than by plating; Tube expanders
    • B21D39/04—Application of procedures in order to connect objects or parts, e.g. coating with sheet metal otherwise than by plating; Tube expanders of tubes with tubes; of tubes with rods
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C5/00—Reinforcing elements, e.g. for concrete; Auxiliary elements therefor
    • E04C5/08—Members specially adapted to be used in prestressed constructions
    • E04C5/12—Anchoring devices
    • E04C5/125—Anchoring devices the tensile members are profiled to ensure the anchorage, e.g. when provided with screw-thread, bulges, corrugations
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C5/00—Reinforcing elements, e.g. for concrete; Auxiliary elements therefor
    • E04C5/16—Auxiliary parts for reinforcements, e.g. connectors, spacers, stirrups
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04G—SCAFFOLDING; FORMS; SHUTTERING; BUILDING IMPLEMENTS OR AIDS, OR THEIR USE; HANDLING BUILDING MATERIALS ON THE SITE; REPAIRING, BREAKING-UP OR OTHER WORK ON EXISTING BUILDINGS
    • E04G21/00—Preparing, conveying, or working-up building materials or building elements in situ; Other devices or measures for constructional work
    • E04G21/12—Mounting of reinforcing inserts; Prestressing
    • E04G21/121—Construction of stressing jacks
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04G—SCAFFOLDING; FORMS; SHUTTERING; BUILDING IMPLEMENTS OR AIDS, OR THEIR USE; HANDLING BUILDING MATERIALS ON THE SITE; REPAIRING, BREAKING-UP OR OTHER WORK ON EXISTING BUILDINGS
    • E04G21/00—Preparing, conveying, or working-up building materials or building elements in situ; Other devices or measures for constructional work
    • E04G21/12—Mounting of reinforcing inserts; Prestressing
    • E04G21/125—Reinforcement continuity box

Definitions

  • the invention relates to a mechanical connection of concrete rods. It relates to a mechanical connection of concrete rods, a socket with a hollow body, as well as a device for the establishment of this mechanical connection.
  • the invention also relates to a method for fixing a mechanical connection of concrete rods.
  • the mechanical connection according to the invention can be used on construction sites in order to link parts that have been the subject of industrial preparation in the workshop with other concrete reinforcing bars available on the construction site.
  • These ribs are generally arranged on the external surface of the circle, for example according to a helicoid whose pitch will also depend on the diameter of the circle used and the resistance sought.
  • concrete reinforcing bars arrangement on the existing structure has not been provided by construction with a mechanical connection such as a thread to facilitate the connection or, on the contrary, has a thread damaged by corrosion or sea water.
  • the ends of bars embedded in the concrete to be bonded do not have, by construction, a sufficient mechanical connection.
  • the ends of unprepared concrete rods are free and free of threads and it is therefore not easy to connect two concrete rods end to end.
  • the object of the present invention is to integrate the assembly operation of the sleeve into the manufacturing circuit without having the obligation to prepare the end of the bar before assembling the reinforcements.
  • the operator's daily output on the site is very modest and it takes four to eight connections per hour for heavy equipment, for example of the order of one hundred and sixty kilograms.
  • the devices and dies used are very heavy to allow a reaction of the force on the tool.
  • the large force used on the matrix means that a heavy and bulky outer frame must be used because the force must be transmitted to the frame.
  • the object of the present invention is to provide a mechanical connection of concrete rods, which overcomes the aforementioned drawbacks and which allows a concrete rod to be bonded, the end of which has no connection means such as a thread.
  • This absence of threading can be due to corrosion or simply to the fact that no mechanical connection was planned during construction. It is also possible that this mechanical connection was inadvertently cut on site.
  • Another object of the mechanical connection of concrete reinforcing bars according to the invention is to be able to operate quickly on the site and therefore with light and handy tools.
  • Another object of the mechanical connection of concrete reinforcing bars according to the invention is to be able, precisely because of the small size of the tool, to operate on concrete irons in high concentration, that is to say very close together. each other.
  • Another object of the mechanical connection of concrete reinforcing bars according to the invention is to be able to be tested by applying thereto after bonding a stress, for example equal to 90% of the elastic limit.
  • Another object of the device for the establishment of a mechanical connection according to the invention is to allow the production of tested connections so that all the connections produced will be completely safe in terms of the quality of the crimping of the socket on the end of the round.
  • Another advantage of the mechanical round connection to concrete according to the invention by controlling the quality of the crimping, is therefore to be able to greatly reduce the length of the sleeve itself and of course to achieve a cost price of the mechanical connections in a very small work since the amount of metal used will be greatly reduced.
  • Another object of the present invention is to be able to intervene quickly on the site to bond an element which has been industrially manufactured with concrete rods protruding with other concrete rods usable on the site.
  • Another advantage of the device according to the invention is to be very handy and easily usable on site.
  • the device is provided with a possibility of testing the work which has just been carried out to have the proof that the connection is functional, which will naturally be very advantageous since before, it was not possible to have, using crimping with jaws, quality control of the manufactured link.
  • Another object of the device according to the invention is to be able to greatly increase the quantities of links processed which may increase to four hundred per day instead of forty today.
  • the device can be installed at a fixed station to industrialize the preparation of bars.
  • Figure 1 shows the mechanical connection of concrete rods according to the invention implemented on a vertical bar and a horizontal bar in stock.
  • Figure 2 is a view of the device according to the invention actuating the mechanical connection of a concrete ring on a round whose end is devoid of connection element.
  • Figure 3 is a sectional view of the sleeve showing the shape obtained after deformation.
  • Figure 4 shows a variant of the tool which, instead of having offset grains as shown in Figure 2, will be ball.
  • FIG. 1 shows a mechanical connection of a concrete reinforcing iron, generally designated by (1).
  • This concrete reinforcing rod known to those skilled in the art is widely used today on construction sites to reinforce constructions.
  • We will try to link the concrete ring (2) with another round (3) which will be arranged coaxially and end to end with the round (2).
  • the connection (1) thus ensures a transmission of the tensile force in a continuous manner between the circle (2) and the circle (3).
  • FIG. 1 There is shown in Figure 1 a single round (3) but it could for example be part of a horizontal floor (4) but which would include a multitude of rounds arranged substantially parallel.
  • Each round (3) can come out of the floor (4) in a straight line or on the contrary have a butt-shaped end (5) as shown in FIG. 1.
  • the structure also includes a vertical part into which a series of circles (2) arranged in parallel will be integrated. It is therefore necessary to connect the end (6) of the round (3) with the end (7) of the round (2). It should be noted that this end (7) of the concrete round is devoid of connection element, that is to say that it does not include any threading or tapping because then it would be easy for the skilled person d '' operate a mechanical connection.
  • the mechanical connection (1) according to the invention when it has been secured to the end (7) of the round by the method according to the invention, can be connected to the round (3) for example by screwing.
  • the system used will be of the union type (3 pieces), no bar that can be turned.
  • FIG. 2 shows the concrete rod (2) with its end (7) devoid of any connection element and in particular of thread.
  • This concrete rod of appropriate diameter has on its outer surface ribs (10) arranged for example in a circular or helical fashion. These ribs may be irregular but in known manner facilitate the maintenance of the circles in the concrete when subjected to significant pulls. These ribs have different width and height dimensions and are adapted according to the diameter of the circle.
  • the diameter of the round is not very regular and these ribs are not very precisely distributed on the external surface of the round.
  • the mechanical connection of concrete reinforcing bars according to the invention comprises a socket (11) with a cylindrical hollow body into which the end of the round (7) is introduced through the orifice (12).
  • the sleeve (11) has a cylindrical shape over a large part of its height but it still has a chamfered part (13), the end of the sleeve (11) has beyond the chamfer ( 13) a thread (8) also shown in FIG. 1.
  • the mechanical connections of concrete reinforcing bars are therefore constituted by the cylindrical sleeve (11) which adapts to the non-threaded end (7) of the round (2) and which includes a thread (8). It should be noted that the round (2) and the thread (8) are arranged coaxially along the axis (14) in order to be able to make an end-to-end connection of the rounds (2 and 3).
  • the circles must be very well aligned and coaxial because if the edges are no longer aligned, it may result in offset forces creating a moment prejudicial to the traction of the circles and to the tests of "permanent elongation" or test of slip.
  • the method according to the invention leads in a more certain way to center the two bars which whatever the geometry of the concrete rod.
  • the various elements of the mechanical connection are naturally made of metal but it is advantageously possible to choose for the sleeve (11) a material which is more malleable than the material constituting the concrete reinforcing rod (2) and this in order to cause the penetration of the ribs ( 10) inside the socket (11) when a pressure is exerted on the external surface of this socket.
  • This penetration can be achieved for example at the end (7) of the round by causing the bushing to be crushed on the end of the round. This can be obtained for example by vertical and / or circular displacement of a tool generally designated by (15).
  • the material of the ribs of the concrete rod penetrates into the internal zone of the sleeve facing the circle in order to bond the circle and the sleeve.
  • This device is provided with a threaded extension tube (16) comprising at one of its ends a thread (17) and a thread (30) which is screwed onto the thread (8) of the connection (1).
  • the thread (17) of the extension is fixed in the end (18) of the body of the hollow cylinder preferably used double-acting.
  • the body (19) of this jack defines with the extension (16) an area (20) in which is likely to move a hollow piston (21).
  • a tool (23) which may be of different suitable shapes and for example circular, with offset grains, or with balls, has been secured to the end (22) of this piston.
  • These devices can, in certain cases, be adjustable according to the diameter of the round to be bonded. We can adjust the crimp by playing on the number of balls and possibly creating a circular movement to achieve a crimp in a helical pattern.
  • a heating system allowing a temperature rise from 500 to 750 ° C for five to ten seconds.
  • a high-frequency self-induction system is satisfactory for providing localized heating of small rooms. We can obtain rapid heating and a rise in temperature in a few seconds with small, low-frequency light equipment.
  • the cooling of the metal after bonding has an important advantage because the thermal stress of the shrinking accentuates the crimping and thus causes very good adhesion and complete and total solidarity of the round and the sleeve.
  • Heating in particular by self induction, gives much reduced crimping forces and allows the use of lesser tools.
  • FIG. 4 shows the detail of this tool (23) equipped with balls.
  • Balls produce deformations (27) on the external part of the sleeve (11).
  • a longitudinal and / or circular crimping is caused during the vertical descent of the tool with a grip on the outer surface of the sleeve, which causes controlled penetration and possible adjustment by means of the balls. This adjustment is for example obtained by means of the screws shown diagrammatically in (28).
  • the ball crimping can be helical if an inclined and semi-peripheral groove is practiced on the outside of the crown of the tool, a fixed point forcing rotation during the pushing, the tool being fixed on a ball thrust, the angle of the groove being fixed as a function of the pitch (s) of the propeller and in relation to the spacing of the bolts of the concrete rod.
  • the goal is to considerably increase the length of the footprint and to penetrate well into the hollow spaces of the concrete rod, while recreating on the mechanical parts the adhesion function of the concrete rod.
  • the external material of the sleeve undergoes deformation by forming linear or helical impressions.
  • the tool (23) is applied first on the plane (13) then on the whole of the external periphery of the sleeve (11) by a high pressure communicated by the piston. It is this pressure and the simultaneous deformation of the periphery of the bush, as shown in FIG. 3, which cause the end (7) of the concrete rod to bond with the bush.
  • the tool makes streaks (27) on the external part of the sleeve in sufficient numbers, preferably regularly distributed over the entire periphery. The number of streaks will naturally depend on the diameter of the round to be bonded.
  • the tool during its vertical and / or circular displacement over the distance D will dig grooves on the outer periphery of the sleeve and by pressure, will also cause penetration of the ribs (10) of the concrete ring at its end (7). This penetration will naturally be made possible by the choice of the material constituting the sleeve (11) which will be more malleable than the material of the round in (7).
  • the device (15) is operated by the piston (21) when sending the oil under pressure.
  • the sleeve (1) which forms a body with the extension (16) is fixed to the body of the jack (8).
  • a reaction takes place on the hollow piston which descends over distance D and causes crimping.
  • the drawings (10) on the outer surface of the round penetrate the material in the inner area of the sleeve which is more malleable.
  • the face (24) of the tool comes to bear on the swivel element and we test at the preset value for example 99% of the elastic limit of the concrete reinforcing bar. This test will be considered good if, during the traction exerted, no slip is observed recorded by a drop in the oil pressure read on the cylinder pressure gauge.
  • connection will be detached during the test, and it is better that it is at this time there to avoid subsequent inconvenience on the site. It will either have to be redone or replaced.
  • the value of the distance D over which the crimping will be carried out will naturally depend on the density of the ribs and the protuberances on the circle as well as on the diameter of the circle and on the operating mode, cold, hot, longitudinal or helical.
  • the present invention may also be applied to products other than concrete rods and for example smooth crimp bars, the end being previously "scratched" by mechanical means or by compression of an imprint.

Abstract

L'invention est relative à une liaison mécanique de ronds à béton, à un dispositif pour la mise en place de cette liaison mécanique ainsi qi'à un procédé de fixation de liaison mécanique de ronds à béton. Selon l'invention, la liaison mécanique de ronds à béton est caractérisée par le fait qu'elle comprend : une douille (11) avec un corps creux cylindrique dans lequel est introduite l'extrémité du rond qui est dépourvue d'élément de connexion, un filetage (8) à l'extrémité de la douille (11), le corps creux et le filetage étant coaxiaux afin de pouvoir liaisonner deux ronds placés bout à bout, la matière externe de la douille ayant subi une déformation par formage d'empreintes linéaires ou hélicoïdales, la matière des côtes (10) du rond pénètrant dans le corps creux de la douille (11), afin de liaisonner le rond et la douille. Application dans le domaine de la construction des bâtiments mettant en oeuvre du béton. <IMAGE>

Description

  • L'invention est relative à une liaison mécanique de ronds à béton. Elle concerne une liaison mécanique de ronds à béton, une douille avec un corps creux, ainsi qu'un dispositif pour la mise en place de cette liaison mécanique. L'invention concerne également un procédé de fixation de liaison mécanique de ronds à béton.
  • Elle trouvera notamment son application dans le domaine de la construction des bâtiments mettant en oeuvre du béton tel que des édifices dans une ville ou des ouvrages portuaires ou routiers.
  • Dans ces domaines d'application, il est connu d'utiliser des liaisons mécaniques pour lier les ronds à béton afin d'assurer de façon continue la transmission d'un effort de traction.
  • La liaison mécanique selon l'invention pourra être utilisée sur les chantiers afin de liaisonner des parties ayant fait l'objet d'une préparation industrielle en atelier avec d'autres ronds à béton disponibles sur le chantier.
  • Ces ronds que l'on met en oeuvre sur le chantier peuvent avoir une extrémité rectiligne ou être en forme de crosse et le rond présente de façon connue sur sa surface externe des côtes ou des nervures dont les dimensions sont assez irrégulières mais qui sont naturellement proportionnées par rapport au diamètre du rond. Tous ces éléments sont calculés pour donner à la liaison une certaine résistance et selon l'ouvrage mis en oeuvre, on pourra avoir des ronds de gros diamètre avec de grosses côtes ou de faible diamètre avec des côtes plus petites.
  • Ces côtes sont généralement disposées sur la surface externe du rond par exemple selon une hélicoïde dont le pas dépendra aussi du diamètre du rond mis en oeuvre et de la résistance recherchée.
  • Dans certaines circonstances, on aura quelquefois besoin de liaisonner des ronds à béton noyés dans une masse de béton de construction ancienne avec de nouveaux ronds à béton, pour réaliser une extension d'ouvrage ou une modification.
  • Ainsi, dans de nombreux cas, les ronds à béton à disposition sur l'ouvrage existant n'ont pas été prévus par construction avec une liaison mécanique telle qu'un filetage pour faciliter la liaison ou présente au contraire un filetage endommagé par la corrosion ou l'eau de mer.
  • Ainsi, dans de nombreux cas, les extrémités de barres noyées dans le béton à liaisonner ne disposent pas par construction d'une liaison mécanique suffisante. Les bouts des ronds à béton non préparés sont libres et exempts de filetage et il n'est donc pas possible facilement de relier bout à bout deux ronds à béton.
  • Quelquefois, l'absence de filetage sur l'extrémité d'une barre plutôt que d'être due à la construction de la barre est due à une impossibilité d'utiliser ce filetage car il est corrodé.
  • L'absence de filetage pourra aussi avoir comme origine un accident de chantier, par exemple si une telle barre préalablement filetée avait été sciée malencontreusement.
  • Toute préparation mécanique de l'extrémité des barres nécessite une intervention en atelier spécialisé sur la barre. Cette opération crée une rupture dans la chaine de production des armatures et entraîne des manutentions considérables. Cette rupture de charge est très coûteuse et entraîne souvent le transport de centaines de tonnes d'acier, du lieu de préparation mécanique au lieu de façonnage et/ou d'assemblage.
  • Le but de la présente invention est d'intégrer l'opération de montage de la douille dans le circuit de fabrication sans pour autant avoir l'obligation de préparer l'extrémité de la barre avant l'assemblage des armatures.
  • Il se peut encore que l'on doive sur un chantier liaisonner une série de barres verticales avec une dalle de béton telle qu'un plancher réalisé industriellement en atelier et qui présenterait à la sortie du béton une série de barres horizontales, ces barres peuvent être rectilignes ou crossées mais c'est leur extrémité qu'il faut sur le chantier liaisonner avec des ronds à béton verticaux qui constitueront l'élément vertical en béton.
  • Il existe aussi sur le chantier quelquefois une concentration importante en acier lorsque les barres du plancher et les barres verticales sont très rapprochées et il est quelquefois difficile de pouvoir y accéder facilement avec de gros outils.
  • Il est connu aujourd'hui de liaisonner de telles barres au moyen d'un manchon tubulaire qui est serti à la presse. Pour cela, il est nécessaire de mettre en oeuvre des mâchoires extérieures encombrantes puisque le système qui met en oeuvre une mâchoire enveloppante par pression externe doit être puissant. Cet encombrement est un inconvénient lorsque la concentration en acier et en ronds à béton est élevée car, si les deux barres sont trop rapprochées, il n'est plus possible d'intervenir rapidement sur le chantier.
  • Les élements pressants et l'environnement de l'outillage sont lourds et encombrants, c'est pourquoi il faut un espace suffisant entre les axes des ronds à béton pour pouvoir les sertir et en pratique, quinze centimètres d'entraxes sont nécessaires.
  • Le rendement journalier de l'opérateur sur le chantier est très modeste et il faut compter de quatre à huit liaisons par heure pour un matériel de poids important, par exemple de l'ordre de cent soixante kilogrammes.
  • Il est à noter également que, lorsque les mâchoires sont intervenues par pression externe pour sertir les deux barres bout à bout, il n'est pas possible de vérifier et de tester si l'opération est correctement réalisée et il faut alors faire confiance à l'opérateur.
  • Les dispositifs et matrices utilisés sont très lourds pour permettre une réaction de l'effort sur l'outillage. La force importante mise en oeuvre sur la matrice obligent d'utiliser un bâti extérieur lourd et encombrant car l'effort doit être transmis au bâti. On utilise des pressions jusqu'à deux cents tonnes et il n'est pas facile d'intervenir rapidement et efficacement avec une sécurité totale sur tous les sertissages.
  • Les dispositifs connus qui sertissent perpendiculairement aux ronds par passes successives agissent de façon aléatoire car ils ne connaissent pas exactement comment sera sollicité le rond dans un creux ou dans une nervure. Il est donc nécessaire de mettre en oeuvre des manchons d'une longueur importante, de l'ordre de 200 à 250 millimètres et l'on ne pourra assurer que tous les sertissages seront effectués dans de bonnes conditions. Le résultat du sertissage dépend en effet de la pression mise en oeuvre par l'opérateur.
  • Les dispositifs connus mettant en oeuvre un sertissage perpendiculaire avec une mâchoire mobile et une matrice fixe conduisent également à un désaxement quasi obligatoire des deux ronds à liaisonner car les deux barres ne sont plus alignées compte tenu de l'asymétrie et de l'irrégularité des ronds à béton qui sont mis en oeuvre.
  • Le but de la présente invention est de proposer une liaison mécanique de ronds à béton, qui pallie les inconvénients précités et qui permette de liaisonner un rond à béton dont l'extrémité ne présente aucun moyen de connexion tel qu'un filetage. Cette absence de filetage peut être due à la corrosion ou tout simplement au fait qu'aucune liaison mécanique n'a été prévue à la construction. Il se peut aussi que cette liaison mécanique ait été coupée sur le chantier par inadvertance.
  • Un autre but de la liaison mécanique de ronds à béton selon l'invention est de pouvoir opérer rapidement sur le chantier et donc avec des outils légers et maniables.
  • Un autre objet de la liaison mécanique de ronds à béton selon l'invention est de pouvoir, du fait justement du faible encombrement de l'outil, opérer sur des fers à béton en concentration importante, c'est-à-dire très rapprochés les uns des autres.
  • Un autre objet de la liaison mécanique de ronds à béton selon l'invention est de pouvoir être testé en lui appliquant après liaisonnement une contrainte par exemple égale à 90 % de la limite élastique.
  • Un autre but du dispositif pour la mise en place d'une liaison mécanique selon l'invention est de permettre la réalisation de liaisons testées de sorte que toutes les liaisons fabriquées seront totalement sûres au niveau de la qualité du sertissage de la douille sur l'extrémité du rond.
  • Un autre avantage de la liaison mécanique de rond à béton selon l'invention, en contrôlant la qualité du sertissage, est donc de pouvoir réduire fortement la longueur du manchon proprement dit et bien sûr de parvenir à un prix de revient des liaisons mécaniques dans un ouvrage très réduit puisque la quantité de métal utilisé sera fortement diminuée.
  • Un autre but de la présente invention est de pouvoir intervenir rapidement sur le chantier pour liaisonner un élément qui a été fabriqué industriellement avec des ronds à béton dépassant avec d'autres ronds à béton utilisables sur le chantier.
  • On pourra par exemple préparer toutes les dalles horizontales en même temps industriellement et les liaisonner ensuite avec des barres verticales qui seront toutes réglées à la même hauteur par exemple au moyen d'un recépage préalable de l'extrémité des barres.
  • Un autre avantage du dispositif selon l'invention est d'être très maniable et facilement utilisable sur chantier.
  • Le dispositif est muni d'une possibilité de tester le travail qui vient d'être effectué pour avoir la preuve que la liaison est fonctionnelle, ce qui sera naturellement très avantageux puisqu'auparavant, il n'était pas possible d'avoir, en utilisant un sertissage avec des mâchoires, un contrôle de la qualité de la liaison fabriquée.
  • Un autre but du dispositif selon l'invention est de pouvoir largement augmenter les quantités de liaisons traitées qui pourront passer à quatre cents par jour au lieu de quarante aujourd'hui. Le dispositif peut être installé à poste fixe pour industrialiser la préparation des barres.
  • Selon la présente invention, la liaison mécanique de ronds à béton, qui trouvera notamment son application dans le domaine de la construction d'éléments en béton sur chantier, destinée à venir s'adapter sur une extrémité rectiligne ou crosse, le rond présentant des côtes sur sa surface externe, est caractérisée par le fait qu'elle comprend :
    • une douille avec un corps creux cylindrique dans lequel est introduite l'extrémité du rond qui est dépourvue d'élément de connexion,
    • un filetage à l'extrémité de la douille,
    • le corps creux et le filetage étant coaxiaux afin de pouvoir liaisonner deux ronds placés bout à bout,
    • la matière externe de la douille ayant subi une déformation par formage d'empreintes linéaires ou hélicoïdales,
    • la matière des côtes du rond pénètre dans le corps creux de la douille,
    afin de liaisonner le rond et la douille.
  • Le dispositif pour la mise en oeuvre de la liaison mécanique sur un rond à béton dont l'extrémité est dépourvue d'élément de connexion, destiné à liaisonner deux ronds bout à bout, est caractérisé par le fait qu'il comprend :
    • un corps de vérin à double effet,
    • un tube prolongateur taraudé ou fileté s'adaptant sur le filetage de l'extrémité de la douille et fixé au corps du vérin,
    • un piston creux du vérin se déplaçant entre le corps et le prolongateur,
    • un outil à billes ou à grains disposé à l'extrémité du piston susceptible de se déplacer verticalement et/ou en rotation pour déformer la matière externe de la douille et forcer les côtes du rond à béton à pénétrer à l'intérieur de la douille, afin de provoquer la liaison et sertir la douille sur l'extrémité du rond.
  • Le procédé de fixation d'une liaison mécanique de ronds à béton, notamment utilisable sur chantier, mettant en oeuvre la liaison selon l'invention, est caractérisé par le fait qu'il consiste à :
    • recouvrir l'extrémité d'un rond à béton sans élément de connexion au moyen d'une douille,
    • provoquer l'écrasement de la douille sur l'extrémité du rond par déplacement vertical et/ou circulaire d'un outil,
    • choisir une matière pour la douille plus malléable que la matière du rond afin de provoquer la pénétration des côtes du rond à l'intérieur du corps creux de la douille,
    • renvoyer sur le rond les efforts induits par l'outil.
  • La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante, qui n'est donnée qu'à titre indicatif et qui n'a pas pour but de la limiter. Elle est accompagnée des dessins annexés qui en font partie intégrante.
  • La figure 1 représente la liaison mécanique de ronds à béton selon l'invention mise en oeuvre sur une barre verticale et une barre horizontale en crosse.
  • La figure 2 est une vue du dispositif selon l'invention actionnant la liaison mécanique d'un rond à béton sur un rond dont l'extrémité est dépourvue d'élément de connexion.
  • La figure 3 est une vue en coupe de la douille montrant la forme obtenue après déformation.
  • La figure 4 montre une variante de l'outil qui, au lieu d'être à grains décalés tel que représenté à la figure 2, sera à bille.
  • On se réfère à la figure 1 qui montre une liaison mécanique d'un fer à béton, désignée généralement par (1). Ce rond à béton connu de l'Homme de l'Art est largement utilisé aujourd'hui sur les chantiers pour renforcer les constructions. On cherchera à liaisonner le rond à béton (2) avec un autre rond (3) qui sera disposé coaxialement et bout à bout avec le rond (2). La liaison (1) assure ainsi une transmission de l'effort de traction d'une façon continue entre le rond (2) et le rond (3).
  • On a représenté à la figure 1 un seul rond (3) mais celui-ci pourrait par exemple faire partie d'un plancher horizontal (4) mais qui comprendrait une multitude de ronds disposés sensiblement parallèlement. Chaque rond (3) peut sortir du plancher (4) de façon rectiligne ou au contraire avoir une extrémité en forme de crosse (5) telle que représentée à la figure 1.
  • On pourra également utiliser la liaison mécanique de rond à béton selon l'invention dans d'autres dispositifs adaptés à certains édifices avec des manchons mâle/mâle ou femelle/femelle.
  • L'ouvrage comprend par ailleurs une partie verticale dans laquelle sera intégrée une série de ronds (2) disposés parallèlement. Il est donc nécessaire de raccorder l'extrémité (6) du rond (3) avec l'extrémité (7) du rond (2). Il est à noter que cette extrémité (7) du rond à béton est dépourvue d'élément de connexion, c'est-à-dire qu'elle ne comprend aucun filetage ni taraudage car alors il serait facile pour l'homme de métier d'opérer une liaison mécanique.
  • On a vu que l'absence de filetage pouvait venir de construction ou être due à la corrosion ou à un sciage malencontreux sur le chantier.
  • La liaison mécanique (1) selon l'invention, lorsqu'elle a été solidarisée à l'extrémité (7) du rond par le procédé selon l'invention, pourra être connectée au rond (3) par exemple par vissage. Le système utilisé sera du type raccord "union" (3 pièces) aucune barre ne pouvant être tournée.
  • On se réfère à la figure 2 qui montre le rond à béton (2) avec son extrémité (7) dépourvue de tout élément de connexion et notamment de filetage. Ce rond à béton de diamètre approprié présente sur sa surface externe des côtes (10) disposées par exemple de façon circulaire ou hélicoïdale. Ces côtes peuvent être irrégulières mais facilitent de façon connue le maintien des ronds dans le béton lorsqu'on les soumet à des tractions importantes. Ces côtes ont des dimensions largeur et hauteur différentes et adaptées selon le diamètre du rond.
  • Compte tenu de la méthode de construction, le diamètre du rond n'est pas très régulier et ces côtes ne sont pas réparties très précisément sur la surface externe du rond.
  • La liaison mécanique de fers à béton selon l'invention comporte une douille (11) avec un corps creux cylindrique dans lequel on introduit l'extrémité du rond (7) par l'orifice (12).
  • Dans un mode d'exécution, la douille (11) a une forme cylindrique sur une grande partie de sa hauteur mais elle présente encore une partie chanfreinée (13), l'extrémité de la douille (11) présente au-delà du chanfrein (13) un filetage (8) également représenté à la figure 1.
  • Les liaisons mécaniques de fers à béton sont donc constituées par la douille cylindrique (11) qui s'adapte sur l'extrémité non filetée (7) du rond (2) et qui comprend un filetage (8). Il est à noter que le rond (2) et le filetage (8) sont disposés coaxialement selon l'axe (14) pour pouvoir réaliser une liaison bout à bout des ronds (2 et 3).
  • Il est à noter que les ronds doivent être très bien alignés et coaxiaux car si les bords ne sont plus alignés, il pourra en résulter des efforts décalés créant un moment préjudiciable à la traction des ronds et aux essais de "permanent élongation" ou test de glissement.
  • Selon l'invention, par sertissage axial imposé par la tige filetée et le taraudage du manchon à sertir ainsi que par la forme annulaire de l'outil, le procédé selon l'invention conduit d'une façon plus certaine à axer les deux barres quelle que soit la géométrie du rond à béton.
  • Les différents éléments de la liaison mécanique sont naturellement réalisés en métal mais on pourra avantageusement choisir pour la douille (11) un matériau plus malléable que la matière constituant le rond à béton (2) et ceci dans un but de provoquer la pénétration des côtes (10) à l'intérieur de la douille (11) lorsque l'on exercera une prèssion sur la surface externe de cette douille. Cette pénétration pourra être réalisée par exemple au niveau de l'extrémité (7) du rond en provoquant un écrasement de la douille sur l'extrémité du rond. Ceci peut être obtenu par exemple par déplacement vertical et/ou circulaire d'un outil généralement désigné par (15).
  • La matière des côtes du rond à béton pénètre dans la zone interne de la douille en regard avec le rond afin de liaisonner le rond et la douille.
  • On a représenté à la figure 2 le dispositif (15) pour la mise en place de la liaison mécanique (1).
  • Ce dispositif est prévu avec un tube prolongateur fileté (16) comprenant à l'une de ses extrémités un filetage (17) et un taraudage (30) qui vient se visser sur le filetage (8) de la liaison (1).
  • Le filetage (17) du prolongateur vient se fixer dans l'extrémité (18) du corps du vérin creux utilisé de préférence à double effet. Le corps (19) de ce vérin définit avec le prolongateur (16) une zone (20) dans laquelle est susceptible de se déplacer un piston creux (21). On a solidarisé à l'extrémité (22) de ce piston un outil (23) qui pourra être de différentes formes appropriées et par exemple circulaire, avec des grains décalés, ou avec des billes. Ces dispositifs peuvent, dans certains cas, être réglables selon le diamètre du rond à liaisonner. On pourra régler le sertissage en jouant sur le nombre de billes et en créant éventuellement un mouvement circulaire pour réaliser un sertissage selon un tracé hélicoïdal.
  • Pour améliorer les contacts de surface et obtenir une meilleure liaison, on pourra avantageusement utiliser un système de chauffage permettant une montée en température de 500 à 750°C pendant cinq à dix secondes. Un système de self induction à haute fréquence donne satisfaction pour assurer le chauffage localisé de pièces de faibles dimensions. On pourra obtenir un chauffage rapide et une montée en température en quelques secondes avec un petit matériel léger basse fréquence.
  • Le refroidissement du métal après la liaison présente un avantage important car la contrainte thermique du retreint accentue le sertissage et provoque ainsi une très bonne adhésion et solidarité complète et totale du rond et du manchon.
  • Le chauffage, notamment par self induction, donne des forces de sertissage beaucoup plus réduites et permet d'utiliser des outillages de moindre importance.
  • Il est à noter ainsi que, pour un diamètre de rond de 40, il faut soixante tonnes de pression avec quatre billes et que pour un diamètre de rond de 40, il faut quinze tonnes de pression à chaud pour un outil (23) circulaire.
  • C'est en ayant maîtrisé ainsi la liaison en solidarisant le rond et le coupleur en toute sécurité, on pourra alors diminuer fortement la longueur du coupleur vis-à-vis des coupleurs utilisés par exemple avec sertissage perpendiculaire aux barres.
  • On a représenté à la figure 4 le détail de cet outil (23) équipé de billes. Des billes réalisent des déformations (27) sur la partie externe de la douille (11). On provoque un sertissage longitudinal et/ou circulaire lors de la descente verticale de l'outil avec une prise sur la surface extérieure de la douille, ce qui provoque une pénétration contrôlée et un réglage possible par l'intermédiaire des billes. Ce réglage est par exemple obtenu au moyen des vis schématisées en (28).
  • Le sertissage à billes peut être hélicoïdal si l'on a pratiqué une rainure inclinée et semi-périphérique sur l'extérieur de la couronne de l'outil, un point fixe obligeant la rotation lors de la poussée, l'outil étant fixé sur une butée à bille, l'angle de la rainure étant fixé en fonction du ou des pas de l'hélice et en rapport avec l'espacement des verrous du rond à béton.
  • Le but étant d'augmenter considérablement la longueur de l'empreinte et de bien pénétrer dans les espaces en creux du rond à béton, tout en recréant sur les pièces mécaniques la fonction d'adhérence du rond à béton.
  • La matière externe de la douille subit une déformation par formage d'empreintes linéaires ou hélicoïdales.
  • Lors de la descente du piston dans le sens de la flèche F, l'extrémité de l'outil (23) se déplace verticalement d'une distance D. La base (24) de l'outil (23) vient en contact avec un élément rotulé (25). Cet élément est lui-même posé sur une plaque rotulée (26) avec une rondelle néoprène intercalée.
  • L'outil (23) s'applique d'abord sur le plan (13) puis sur l'ensemble de la périphérie externe de la douille (11) par une pression importante communiquée par le piston. C'est cette pression et la déformation simultanée de la périphérie de la douille, telle que représentée à la figure 3, qui provoquent la liaison de l'extrémité (7) du rond à béton avec la douille. L'outil réalise sur la partie externe de la douille des stries (27) en nombre suffisant de préférence régulièrement répartis sur toute la périphérie. Le nombre des stries sera naturellement fonction du diamètre du rond à liaisonner.
  • L'outil lors de son déplacement vertical et/ou circulaire sur la distance D creusera des stries sur la périphérie extérieure de la douille et par pression, provoquera également la pénétration des côtes (10) du rond à béton au niveau de son extrémité (7). Cette pénétration sera naturellement rendue possible par le choix du matériau constituant la douille (11) qui sera plus malléable que la matière du rond en (7).
  • On pourra ainsi liaisonner la douille avec l'extrémité du rond à béton et les sertir. La matière des côtes du rond à son extrémité (7) viendra se loger dans la partie interne de la douille pour provoquer cette liaison.
  • En se référant à la figure 2, on voit que le dispositif (15) est manoeuvré par le piston (21) lorsque l'on envoie l'huile sous pression. La douille (1) qui fait corps avec le prolongateur (16) est fixée au corps du vérin (8). Il se produit une réaction sur le piston creux qui descend sur la distance D et provoque le sertissage. Les dessins (10) sur la surface externe du rond pénètrent dans la matière dans la zone interne de la douille qui est plus malléable.
  • En fin d'opération, la face (24) de l'outil vient en appui sur l'élément rotulé et on teste à la valeur préétablie par exemple 99 % de la limite élastique du rond à béton. Ce test sera considéré comme bon si, pendant la traction exercée, on n'observe aucun glissement enregistré par une chute de la pression d'huile lue sur le manomètre du vérin.
  • Si le sertissage n'a pas été effectué dans de bonnes conditions d'application, la liaison se détachera pendant le test, et il vaut mieux que cela soit à ce moment là pour éviter des désagréments ultérieurs sur le chantier. Il faudra soit la refaire, soit la remplacer.
  • On voit que le dispositif pour la mise en place de la liaison mécanique qui a été décrit est très compact et qu'il agit verticalement sur le rond. On peut donc l'utiliser facilement dans des zones où l'encombrement est réduit ou s'il y a une concentration importante de ronds à béton.
  • Il est à noter que l'on renvoie sur la douille (1) et le rond (3) les efforts induits par l'outil (23). On utilise la réaction de la pièce. L'effort induit par le vérin est renvoyé par la pièce. Cet effort contenu dans la pièce n'est pas dispersé et il n'est pas nécessaire d'avoir un bâti de presse important pour l'amortir. L'effort dispersé par le vérin est renvoyé et repris intégralement par la pièce. C'est l'inertie des pièces qui tolère totalement l'effort du vérin, chose qui n'était pas possible avec les dispositifs antérieurs car la pièce ne jouait pas ce rôle de réaction pendant le sertissage. La douille et l'extrémité du rond jouent un rôle fonctionnel de réaction pendant l'opération et on peut travailler en l'air sans outillage important ni appui.
  • La valeur de la distance D sur laquelle on pratiquera le sertissage dépendra naturellement de la densité des côtes et des protubérances sur le rond ainsi que du diamètre du rond et du mode opératoire, à froid, à chaud, longitudinal ou hélicoïdal.
  • La présente invention pourra également s'appliquer à d'autres produits que des ronds à béton et par exemple des barres lisses à sertir, l'extrémité étant préalablement "griffée" par un moyen mécanique ou par compression d'une empreinte.
  • Pour l'essai en final, il existe le dispositif d'appui à rotule en cas de barres dépassant du béton, pour l'essai sur des barres libres le système de blocage sur la barre est à mâchoires auto-serrantes du type des machines de traction.

Claims (8)

  1. Liaison mécanique de ronds à béton, qui trouvera notamment son application dans le domaine de la construction d'éléments en béton sur chantier, destinée à venir s'adapter sur une extrémité rectiligne ou crosse, le rond présentant des côtes sur sa surface externe, caractérisée par le fait qu'elle comprend :
    - une douille (11) avec un corps creux cylindrique dans lequel est introduite l'extrémité du rond qui est dépourvue d'élément de connexion,
    - un filetage (8) à l'extrémité de la douille (11),
    - le corps creux et le filetage étant coaxiaux afin de pouvoir liaisonner deux ronds placés bout à bout,
    - la matière externe de la douille ayant subi une déformation par formage d'empreintes linéaires ou hélicoïdales,
    - la matière des côtes (10) du rond pénètrant dans le corps creux de la douille (11),
    afin de liaisonner le rond et la douille.
  2. Liaison mécanique de ronds à béton, notamment utilisable sur les chantiers dans le domaine de la construction, selon la revendication 1, caractérisée par le fait que l'on réalise des chanfreins (13) sur la surface extérieure de la douille (11) entre le filetage et la partie cylindrique de la douille.
  3. Dispositif pour la mise en oeuvre de la liaison mécanique sur un rond à béton dont l'extrémité est dépourvue d'élément de connexion, destiné à liaisonner deux ronds bout à bout, est caractérisé par le fait qu'il comprend :
    - un corps (19) de vérin à double effet,
    - un tube prolongateur (16) taraudé ou fileté s'adaptant sur le filetage de l'extrémité de la douille et fixé au corps du vérin,
    - un piston creux (21) du vérin se déplaçant entre le corps (19) et le prolongateur (16),
    - un outil à billes ou à grains (23) disposé à l'extrémité du piston susceptible de se déplacer verticalement et/ou en rotation pour déformer la matière externe de la douille (11) et forcer les côtes (10) du rond à béton à pénétrer à l'intérieur de la douille, afin de provoquer la liaison et sertir la douille sur l'extrémité du rond.
  4. Dispositif pour la mise en place d'une liaison mécanique selon la revendication 3, caractérisé par le fait qu'il comprend un élément rotulé (25) sur lequel vient en butée la périphérie de l'outil dans la phase de fin de descente du vérin, afin de tester la liaison.
  5. Procédé de fixation d'une liaison mécanique de ronds à béton, notamment utilisable sur chantier, mettant en oeuvre la liaison selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il consiste à :
    - recouvrir l'extrémité d'un rond à béton sans élément de connexion au moyen d'une douille,
    - provoquer l'écrasement de la douille sur l'extrémité du rond par déplacement vertical et/ou circulaire d'un outil,
    - choisir une matière pour la douille plus malléable que la matière du rond afin de provoquer la pénétration des côtes du rond à l'intérieur du corps creux de la douille,
    - renvoyer sur le rond les efforts induits par l'outil.
  6. Procédé de fixation d'une liaison mécanique de ronds à béton, notamment utilisable sur chantier, selon la revendication 5, caractérisé par le fait qu'une fois la liaison effectuée, on teste par exemple à une valeur préétablie de la limite élastique du rond à béton.
  7. Procédé de fixation d'une liaison mécanique de ronds à béton, selon la revendication 5, caractérisé par le fait que pour améliorer les surfaces de contact et obtenir une meilleure liaison, on chauffe l'extrémité du rond à une température de 500 à 750°C pendant cinq à dix secondes et on refroidit pour provoquer un retreint de l'ensemble et accentuer le sertissage.
  8. Dispositif pour la mise en place d'une liaison mécanique selon la revendication 3, caractérisé par le fait que le chauffage est réalisé au moyen d'une self induction haute fréquence.
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