EP2504117B1 - Procede de fabrication d'un dispositif de liaison d'armartures - Google Patents

Procede de fabrication d'un dispositif de liaison d'armartures Download PDF

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EP2504117B1
EP2504117B1 EP10790458.3A EP10790458A EP2504117B1 EP 2504117 B1 EP2504117 B1 EP 2504117B1 EP 10790458 A EP10790458 A EP 10790458A EP 2504117 B1 EP2504117 B1 EP 2504117B1
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EP
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sleeve
nut
blank
forging
irregularities
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Edgar Henri Gérard Albert Thirion
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21F—WORKING OR PROCESSING OF METAL WIRE
    • B21F15/00—Connecting wire to wire or other metallic material or objects; Connecting parts by means of wire
    • B21F15/02—Connecting wire to wire or other metallic material or objects; Connecting parts by means of wire wire with wire
    • B21F15/06—Connecting wire to wire or other metallic material or objects; Connecting parts by means of wire wire with wire with additional connecting elements or material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J5/00—Methods for forging, hammering, or pressing; Special equipment or accessories therefor
    • B21J5/02—Die forging; Trimming by making use of special dies ; Punching during forging
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21K—MAKING FORGED OR PRESSED METAL PRODUCTS, e.g. HORSE-SHOES, RIVETS, BOLTS OR WHEELS
    • B21K1/00—Making machine elements
    • B21K1/64—Making machine elements nuts
    • B21K1/68—Making machine elements nuts from round or profiled bars
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21K—MAKING FORGED OR PRESSED METAL PRODUCTS, e.g. HORSE-SHOES, RIVETS, BOLTS OR WHEELS
    • B21K21/00—Making hollow articles not covered by a single preceding sub-group
    • B21K21/08—Shaping hollow articles with different cross-section in longitudinal direction, e.g. nozzles, spark-plugs
    • 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
    • E04C5/162—Connectors or means for connecting parts for reinforcements
    • E04C5/163—Connectors or means for connecting parts for reinforcements the reinforcements running in one single direction
    • E04C5/165—Coaxial connection by means of sleeves

Definitions

  • the present invention relates to a reinforcing binding device, to a method of manufacturing such reinforcing binding devices, and to sets of reinforcements made with these devices.
  • the technical field of the invention is that of the manufacture of reinforcement steel for reinforced concrete.
  • the invention is particularly applicable to the butt connection devices of two steel reinforcing bars whose ends are threaded, which comprise a threaded sleeve which is screwed onto the threaded ends of the reinforcing bars to be butted.
  • the invention makes it possible to obtain such a sleeve whose outer surface has asperities reinforcing the adhesion of the concrete - in which the sleeve is intended to be embedded - on the sleeve.
  • This cohesion results in particular from the adhesion of the concrete on the reinforcements.
  • This need is reinforced for structures that must withstand significant dynamic loads, such as shocks or vibrations, throughout the life of the structure.
  • Such reinforcing bars are the subject of various prescriptions and standards such as the NF-A-36-016-1 and EN10080 standards, which in particular define alloys - or grades - of steel that can be used for the manufacture of these reinforcements. , the mechanical characteristics of these steels, and the geometric characteristics of the reinforcements.
  • Bars - or reinforcements - of this type have asperities on their outer surface, which may be protruding and qualified as “locks”, or on the contrary recessed and then called “fingerprints”.
  • the sleeve thus obtained which comprises a partition separating the two cavities, is then narrowed on the ends of two reinforcing bars to be assembled, this necking causing the formation of ribs on the outer face of the sleeve.
  • a disadvantage of this method is that the partition makes it difficult to obtain a uniform necking along the length of the sleeve, and that the rigidity of the connection formed by necking between the sleeve and the bars is difficult to control, especially when the shrinkage is achieved with a portable tool. In addition, the removal of this partition would require an additional operation.
  • the shrinkage of the wall of the sleeve does not allow to perfectly control the position and the depth of the external ribs intended to "lock" the sleeve to the concrete that surrounds it.
  • the forged couplers / sleeves have increased resistance to fatigue and fracture, with fiber drawing of the steel retained during the shaping process.
  • Forging can also eliminate some brittleness points such as cracks or cracks in the steel used to make the couplers.
  • the invention makes it possible to simply and with good repetitiveness of sleeves and nuts whose characteristics Mechanical and geometric, in particular the geometry of the recessed and raised asperities, are optimized with respect to the constraints of use of the reinforcement connection devices of which they form part.
  • the asperities can extend along portions of circles located in planes perpendicular to the longitudinal axis of the sleeve.
  • the asperities can also extend along portions of helices having as their axis the longitudinal axis of the sleeve.
  • the asperities may have a smooth surface extending along a cylindrical cap; this cap may be delimited by a diamond-shaped contour, or may be delimited by a curvilinear contour, in part at least.
  • the largest dimension of these asperities is preferably greater than one millimeter, for example of the order of one or more centimeters, while the depth (of unevenness) or thickness (of raised asperities) is the order of one or more millimeters.
  • the blanks of these parts may be further subjected to annealing, deburring and / or shot blasting operations.
  • a structure - such as a cage - reinforcement for a reinforced concrete structure may require the end-to-end connection of two steel reinforcing bars.
  • the respective threaded ends 51, 52 of two bars 25, 26, which are placed facing each other may be connected solely by a threaded sleeve, or by a connecting device 50 incorporating, in addition to a sleeve 20, 23 tapped, one or two nuts 71 as illustrated Figures 7 to 10 .
  • each threaded portion 51, 52 of the bars 25, 26 is at least equal to the sum of the thickness of a nut 71 and the half length of the threaded sleeve 20, these dimensions being measured along the longitudinal axis 49 common to bars, nuts, and sleeve.
  • the mutual connection of the bars 25, 26 is obtained by screwing a nut 71 then a sleeve 20 on the end of the bar 25, screwing a nut 71 on the end of the second bar 26 (cf. figure 7 ), then by screwing the bar 26 in the portion of the threaded portion of the sleeve 20 which has remained free, to arrive at the configuration of the figure 8 .
  • a rigid mutual connection of the bars, nuts, and sleeve 20 is obtained by respectively tightening the two nuts 71 against the two longitudinal ends of the sleeve 20.
  • the sleeve 23 can be screwed on the end 52, without requiring a relative rotation of the bars 25, 26, by partially unscrewing the sleeve of the bar 25.
  • the sleeves 20, 23 have a generally tubular shape, extend along a longitudinal axis 21, and are traversed by a longitudinal passage provided with a cylindrical thread 22 resulting from a tapping.
  • the nature of the steel alloy and the diameter of the blanks used to manufacture the sleeves and nuts are chosen according to the mechanical and geometrical characteristics of the connecting device to be manufactured.
  • the steel constituting the sleeve may have at least one mechanical characteristic distinct from that of the steel constituting the reinforcing bars; in particular, the ductility of the steel constituting the sleeve may be greater than that of the steel constituting the reinforcing bars.
  • a tubular sleeve blank can be obtained by cutting a tube or by forging and drilling, the length of the blank being determined as a function of the length 24 ( figure 2 ) desired for the sleeve.
  • the length 24 of the sleeve may be close to twice the diameter of the bars to be connected by the sleeve.
  • Each of the sleeves 20, 23 and nuts 71 has asperities 27 to 34, 39 to 41, 63 formed on its respective outer face.
  • the body of the sleeve 23 is provided with a central rib 39 which extends along a circumference of the body, on either side of a median transverse plane whose trace in the plane of the figure 4 is identified 48.
  • the central rib 39 is uninterrupted, and bordered on either side by cavities 30, 31 which extend along portions of helices having as their axis the longitudinal axis 21 of the sleeve, so that the central rib 39 has a width - measured parallel to the axis 21 - which varies according to the considered point of the circumference of the body.
  • the body of the sleeve 23 is also provided with two uninterrupted end ribs 40, 41 which each extend along a circumference of the body from one of the two longitudinal ends 75, 76 of the body, and also each a variable width (cf. Figures 3 and 4 ).
  • the body of the sleeve 20 is provided on its substantially cylindrical outer face with relief asperities - or latches - 27 to 29 which extend along portions of circles situated in planes perpendicular to the longitudinal axis 21 of the muff.
  • These locks are separated two by two by recessed asperities which extend along portions of helices having for axis the longitudinal axis 21 of the sleeve, and whose depth 45 is of the order of one or more millimeters .
  • the latches have a quadrilateral facet - particularly diamond-shaped - shape that is curved along the radius of the cylindrical body envelope.
  • the nut 71 consists essentially of an annular portion 61 and a flared portion 62 extending from the annular portion.
  • the portion 61 of the nut has a flat face 81 arranged to abut against a planar end face of a sleeve.
  • the flared portion 62 which extends the annular portion 61 along the longitudinal axis 82 of the nut, is provided with four indentations 63 regularly spaced (90 degrees) at its periphery.
  • the portion 62 is delimited by a frustoconical surface 73 - or chamfer - forming an angle 74 with the axis 82 (cf. figure 6 ).
  • the impressions 63 are substantially cylindrical in shape, of identical dimensions, extend substantially parallel to the axis 82 of the nut, and open on the second end face 85 of the nut which is parallel to the first face 81 end.
  • the fingerprints 63 facilitate the adhesion of the concrete on the outer face of the nut and can be used to screw or unscrew the nut using a tool having several lugs of complementary shape to that of the fingerprints 63.
  • the asperities can be formed on the external surface of a solid blank by forging in two steps.
  • Each matrix comprises a cavity defined by a surface 79 in the general shape of a half-cylinder and in which are cut grooves 67 whose shape corresponds to a portion of the shape of a relief asperity to be formed on the sleeve blank.
  • the inner surface 79 of the dies may comprise ribs whose shape corresponds to a portion of the shape of a hollow asperity to be formed on the sleeve blank.
  • the blank thus obtained can then be drilled and tapped to obtain the sleeve.
  • the asperities can be formed on the outer surface of a solid blank, as well as at least a portion of the central cavity of the nut, by forging in a single step.
  • the matrix 69 comprises a central cavity 77 delimited by a generally cylindrical half-axis surface 89.
  • the second die 68 has a substantially revolution shape along the axis 89, and has a raised central portion 70a whose shape corresponds to at least a portion of the shape of the central cavity to be formed on the nut blank 57. .
  • the die 68 also includes a recessed portion extending around the portion 70a, which has a surface 70b inclined to form the inclined surface 73 of the nut, and projections 70c on the surface 70b to form the indentations 63 on the surface 73 of the nut.
  • the preheated blank 57 is placed between the dies 68, 69 or in the cavity 77, and the dies are brought together (arrow 100 figure 13 ).
  • the support of the die 68 on the upper face 58 of the blank 57 makes it possible to simultaneously form the flared portion of the nut and at least a portion of the central cavity of the nut.

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Description

    DOMAINE TECHNIQUE
  • La présente invention est relative à un dispositif de liaison d'armatures, à un procédé de fabrication de tels dispositifs de liaison d'armatures, et aux ensembles d'armatures réalisés avec ces dispositifs.
  • Le domaine technique de l'invention est celui de la fabrication d'armatures en acier pour béton armé.
    • ETAT DE LA TECHNIQUE
  • L'invention s'applique notamment aux dispositifs de liaison bout à bout de deux barres d'armature en acier dont les extrémités sont filetées, qui comportent un manchon taraudé qui est vissé sur les extrémités filetées des barres d'armature à rabouter.
  • L'invention permet d'obtenir un tel manchon dont la surface externe comporte des aspérités renforçant l'adhérence du béton - dans lequel le manchon est destiné à être noyé - sur le manchon.
  • Il est généralement important d'obtenir une bonne cohésion du béton et des ensembles d'armatures noyés dans le béton, lors de la réalisation d'ouvrages en béton armé tels que des bâtiments ou des ouvrages d'art, afin d'assurer la solidité de ces ouvrages.
  • Cette cohésion résulte notamment de l'adhérence du béton sur les armatures. Cette nécessité est renforcée pour les ouvrages devant résister à des sollicitations dynamiques importantes, telles que des chocs ou vibrations, pendant toute la durée de vie de l'ouvrage.
  • Il a été proposé, dans le brevet EP728880 , qui est considéré comme l'état de la technique le plus proche, de fabriquer de tels manchons de raboutage à partir d'armatures dites « à haute adhérence ».
  • De telles barres d'armatures font l'objet de diverses prescriptions et normes telles que les normes NF-A-36-016-1 et EN10080, qui définissent notamment des alliages - ou nuances - d'acier utilisables pour la fabrication de ces armatures, des caractéristiques mécaniques de ces aciers, et des caractéristiques géométriques des armatures.
  • Les barres - ou armatures - de ce type présentent des aspérités sur leur surface externe, qui peuvent être saillantes et qualifiées de « verrous », ou au contraire en creux et alors qualifiées d' « empreintes ».
  • La fabrication de manchons de raboutage de barres d'armature à partir de ce type d'armature, par tronçonnage et forage d'une barre pleine, comme proposé dans le brevet EP728880 , présente des inconvénients.
  • En effet, l'utilisation de barres conforme à ces normes pour la fabrication de manchons de liaison ne permet pas de choisir la nuance d'acier, le diamètre de barre, et la géométrie des aspérités, qui sont nécessaires pour obtenir des manchons de liaison optimisés en fonction des contraintes propres à chaque utilisation de ces manchons dans un ouvrage à construire.
  • Un autre inconvénient résulte du fait que ces armatures ne présentent généralement pas des caractéristiques mécaniques uniformes dans leur section, en raison notamment de leur procédé de fabrication par laminage.
  • Il peut en résulter que les caractéristiques mécaniques d'un manchon réalisé à partir d'une telle armature ne soient pas adaptées aux caractéristiques des deux armatures qu'il sert à relier, ce qui ne permet pas d'obtenir une liaison optimisée.
  • Il a également été proposé, dans le brevet US7032286 , de fabriquer de tels manchons par un procédé comportant successivement un traitement thermique d'une ébauche, le forgeage de l'ébauche pour former une première cavité borgne, un second traitement thermique, puis la réalisation d'une seconde cavité borgne par forgeage.
  • Le manchon ainsi obtenu, qui comporte une cloison séparant les deux cavités, est ensuite rétreint sur les extrémités de deux barres d'armature à assembler, ce rétreint provoquant la formation de nervures sur la face externe du manchon.
  • Un inconvénient de ce procédé est que la cloison rend difficile l'obtention d'un rétreint uniforme sur la longueur du manchon, et que la rigidité de la liaison formée par rétreint entre le manchon et les barres est difficilement maîtrisable, notamment lorsque le rétreint est réalisé avec un outil portatif. En outre, la suppression de cette cloison nécessiterait une opération supplémentaire.
  • Au surplus, le rétreint de la paroi du manchon ne permet pas de maîtriser parfaitement la position et la profondeur des nervures externes destinées à « verrouiller » le manchon au béton qui l'entoure.
    • EXPOSÉ DE L'INVENTION
  • Selon l'invention, il est proposé un procédé de fabrication d'un manchon - respectivement d'un écrou - de raboutage d'armatures en acier pour un ouvrage en béton armé, qui comporte les opérations suivantes :
    • former des aspérités sur la surface externe d'une ébauche en acier, qui est généralement pleine, par forgeage,
    • former une cavité cylindrique traversant l'ébauche forgée, et
    • tarauder la cavité cylindrique.
  • Ceci permet d'obtenir un manchon fileté intérieurement - respectivement un écrou - dont la résistance aux efforts mécaniques et l'adhérence au béton sont améliorées.
  • En particulier, les coupleurs/manchons forgés présentent une résistance accrue à la fatigue et à la rupture, avec un fibrage de l'acier conservé lors du processus de mise en forme.
  • Le forgeage peut également permettre d'éliminer certains points de fragilité comme des fissures ou criques présentes dans l'acier utilisé pour la fabrication des coupleurs.
  • Selon des modes de réalisation de l'invention :
    • la formation de la cavité cylindrique dans l'ébauche d'un manchon peut être obtenue par un forage longitudinal de l'ébauche forgée;
    • la formation de la cavité cylindrique dans l'ébauche d'un écrou peut être obtenue, en partie au moins, par forgeage, simultanément ou consécutivement à la formation - par forgeage - d'une portion évasée de l'écrou et/ou d'empreintes en creux sur cette portion évasée;
    • l'ébauche peut être chauffée jusqu'à atteindre une température qui est au moins égale à 400 °C, en particulier une température située dans une plage allant de 400 °C à 1000 °C ;
    • alternativement, l'opération de forgeage peut être réalisée à froid ;
    • l'opération de forgeage d'un manchon et/ou d'un écrou peut être réalisée en plusieurs étapes, en utilisant un jeu de matrices spécifique à chaque étape, i.e. en utilisant plusieurs jeux distincts de matrices ;
    • on peut marquer la surface externe du manchon/écrou, par enlèvement de matière ou par forgeage, de façon à former - en creux ou en relief - des signes permettant d'identifier des caractéristiques du manchon/écrou telles que des caractéristiques de l'acier le constituant, et/ou des caractéristiques d'identification du fabricant du manchon/écrou ; cette opération de marquage peut être réalisée sensiblement simultanément aux opérations de forgeage et de formation des aspérités ;
    • le marquage de la surface externe du manchon ou de l'écrou peut également comporter une opération de dépôt de matière sur cette surface ;
    • on peut fabriquer les manchons à partir d'un acier présentant une limite d'élasticité située dans une plage allant de 200 méga Pascal (200 MPa) à 1000 MPa, en particulier un acier présentant une limite d'élasticité située dans une plage allant de 400 MPa à 600 MPa ;
    • on peut fabriquer les manchons à partir d'un acier présentant un allongement sous charge maximale situé dans une plage allant de 1% environ à 10%, en particulier un acier présentant un allongement sous charge maximale situé dans une plage allant de 3% à 7%.
  • L'invention permet de réaliser simplement et avec une bonne répétitivité des manchons et des écrous dont les caractéristiques mécaniques et géométriques, en particulier la géométrie des aspérités en creux et en relief, sont optimisées par rapport aux contraintes d'utilisation des dispositifs de liaison d'armatures dont ils font partie.
  • On peut former, à la surface d'un manchon, un réseau d'aspérités de forme allongée et effilée à leurs deux extrémités, de dimensions identiques, qui sont régulièrement disposées/espacées sur la surface externe (sensiblement cylindrique) du manchon.
  • Les aspérités peuvent s'étendre le long de portions de cercles situés dans des plans perpendiculaires à l'axe longitudinal du manchon.
  • Les aspérités peuvent également s'étendre le long de portions d'hélices ayant pour axe l'axe longitudinal du manchon.
  • Les aspérités peuvent présenter une surface lisse s'étendant selon une calotte cylindrique ; cette calotte peut être délimitée par un contour en forme de losange, ou bien peut être délimitée par un contour curviligne, en partie au moins.
  • La plus grande dimension de ces aspérités est de préférence supérieure à un millimètre, par exemple de l'ordre d'un ou plusieurs centimètres, tandis que la profondeur (d'aspérités en creux) ou épaisseur (d'aspérités en relief) est de l'ordre d'un ou plusieurs millimètres.
  • On peut en outre former des (micro)aspérités de taille voisine de un millimètre, ou inférieure à cette valeur , par enlèvement de matière également, par déformation de la surface externe de l'ébauche, ou bien par dépôt de matière sur la surface externe du manchon et/ou de l'écrou.
  • Selon les caractéristiques recherchées pour le manchon et/ou l'écrou, les ébauches de ces pièces pourront être soumises en outre à des opérations de recuit, d'ébavurage, et/ou de grenaillage.
  • D'autres aspects, caractéristiques, et avantages de l'invention apparaissent dans la description suivante qui se réfère aux figures annexées et illustre, sans aucun caractère limitatif, des modes préférés de réalisation de l'invention.
    • BREVE DESCRIPTION DES FIGURES
    • La figure 1 illustre en perspective un manchon selon un mode de réalisation.
    • La figure 2 illustre le manchon de la figure 1 en vue en coupe longitudinale.
    • La figure 3 illustre en perspective un manchon selon un autre mode de réalisation.
    • La figure 4 illustre le manchon de la figure 3 en vue en coupe longitudinale.
    • La figure 5 illustre en perspective un écrou susceptible de coopérer avec un manchon tel que ceux illustrés figures 1 à 4, pour former un dispositif de liaison tel que ceux illustrés figures 7 à 10, selon un mode de réalisation.
    • La figure 6 illustre l'écrou de la figure 5 en vue en coupe longitudinale.
    • Les figures 7 et 8 illustrent une portion d'un ensemble d'armatures selon un mode de réalisation, dans deux configurations : dans la configuration correspondant à la figure 7, deux écrous de blocage ont été vissés sur les extrémités filetées respectives de deux armatures, et un manchon a été vissé sur l'extrémité filetée d'une première des deux armatures ; dans la configuration correspondant à la figure 8, le manchon a été en outre vissé sur l'extrémité filetée de la seconde armature.
    • Les figures 9 et 10 illustrent une portion d'un ensemble d'armatures selon un autre mode de réalisation, dans deux configurations respectivement similaires à celles des figures 7 et 8.
    • Les figures 11 et 12 illustrent schématiquement deux étapes d'un procédé de fabrication d'un manchon par forgeage, selon un mode de réalisation de l'invention.
    • Les figures 13 et 14 illustrent schématiquement deux étapes d'un procédé de fabrication d'un écrou par forgeage, selon un mode de réalisation de l'invention.
    DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION
  • Sauf indication explicite ou implicite contraire, des éléments ou organes - structurellement ou fonctionnellement - identiques ou similaires, sont désignés par des repères identiques sur les différentes figures.
  • La réalisation d'une structure - telle qu'une cage - d'armature pour un ouvrage en béton armé peut nécessiter la liaison bout à bout de deux barres d'armature en acier.
  • A cet effet, les extrémités filetées 51, 52 respectives de deux barres 25, 26, qui sont placées en regard mutuel, peuvent être liées uniquement par un manchon taraudé, ou bien par un dispositif 50 de liaison incorporant, outre un manchon 20, 23 taraudé, un ou deux écrous 71 comme illustré figures 7 à 10.
  • Dans les configurations illustrées figures 7 et 8 la longueur de chaque partie filetée 51, 52 des barres 25, 26 est au moins égale à la somme de l'épaisseur d'un écrou 71 et de la demi longueur du manchon fileté 20, ces dimensions étant mesurées selon l'axe 49 longitudinal commun aux barres, écrous, et manchon.
  • La liaison mutuelle des barres 25, 26 est obtenue en vissant un écrou 71 puis un manchon 20 sur l'extrémité de la barre 25, en vissant un écrou 71 sur l'extrémité de la seconde barre 26 (cf. figure 7), puis en vissant la barre 26 dans la portion de la partie filetée du manchon 20 qui est restée libre, pour aboutir à la configuration de la figure 8.
  • Une liaison mutuelle rigide des barres, des écrous, et du manchon 20 est obtenue en serrant respectivement les deux écrous 71 contre les deux extrémités longitudinales du manchon 20.
  • Par comparaison avec les figures 7 et 8, la partie 51 filetée de la barre 25 illustrée figures 9 et 10 est plus longue de sorte que, comme illustré figure 9, un écrou 71 et la quasi-totalité du manchon 23 peuvent être engagés (vissés) sur cette partie 51.
  • Après qu'un écrou 71 ait été vissé sur l'extrémité 52 de la barre 26, les extrémités 51 et 52 étant placées en alignement mutuel - et sensiblement en contact mutuel, le manchon 23 peut être vissé sur l'extrémité 52, sans nécessiter une rotation relative des barres 25, 26, en dévissant partiellement le manchon de la barre 25.
  • On aboutit ensuite à la configuration illustrée figure 10 en serrant les deux écrous 71 contre le manchon 23.
  • Par référence aux figures 1 à 4 notamment, les manchons 20, 23 présentent une forme générale tubulaire, s'étendent selon un axe longitudinal 21, et sont traversés par un passage longitudinal pourvu d'un filetage cylindrique 22 résultant d'un taraudage.
  • La nature de l'alliage d'acier et le diamètre des ébauches utilisées pour fabriquer les manchons et écrous sont choisis en fonction des caractéristiques mécaniques et géométriques du dispositif de liaison à fabriquer. L'acier constituant le manchon peut présenter au moins une caractéristique mécanique distincte de celle de l'acier constituant les barres d'armature; en particulier, la ductilité de l'acier constituant le manchon peut être supérieure à celle de l'acier constituant les barres d'armatures.
  • Une ébauche tubulaire de manchon peut être obtenue par tronçonnage d'un tube ou bien par forgeage et forage, la longueur de l'ébauche étant déterminée en fonction de la longueur 24 (figure 2) souhaitée pour le manchon.
  • La longueur 24 du manchon peut être voisine du double du diamètre des barres à relier par le manchon.
  • Chacun des manchons 20, 23 et des écrous 71 comporte des aspérités 27 à 34, 39 à 41, 63 formées sur sa face externe respective.
  • Dans le mode de réalisation illustré figures 3, 4, 9, et 10, le corps du manchon 23 est pourvu d'une nervure centrale 39 qui s'étend le long d'une circonférence du corps, de part et d'autre d'un plan transversal médian dont la trace dans le plan de la figure 4 est repérée 48.
  • La nervure centrale 39 est ininterrompue, et bordée de part et d'autre d'empreintes 30, 31 qui s'étendent le long de portions d'hélices ayant pour axe l'axe longitudinal 21 du manchon, de sorte que la nervure centrale 39 présente une largeur - mesurée parallèlement à l'axe 21 - qui varie selon le point considéré de la circonférence du corps.
  • Le corps du manchon 23 est également pourvu de deux nervures 40, 41 ininterrompues d'extrémité qui s'étendent chacune le long d'une circonférence du corps à partir d'une des deux extrémités 75, 76 longitudinales du corps, et présentent également chacune une largeur variable (cf. figures 3 et 4).
  • Dans le mode de réalisation illustré figures 1, 2, 7, et 8, le corps du manchon 20 est muni, sur sa face externe sensiblement cylindrique, d'aspérités en relief - ou verrous - 27 à 29 qui s'étendent le long de portions de cercles situés dans des plans perpendiculaires à l'axe longitudinal 21 du manchon.
  • Ces verrous sont séparés deux à deux par des aspérités en creux qui s'étendent le long de portions d'hélices ayant pour axe l'axe longitudinal 21 du manchon, et dont la profondeur 45 est de l'ordre d'un ou plusieurs millimètres.
  • Il en résulte que les verrous présentent une forme de facette quadrilatère - en particulier en forme de losange - qui est incurvée selon le rayon de l'enveloppe cylindrique du corps.
  • Par référence aux figures 5 et 6 notamment, l'écrou 71 est essentiellement constitué d'une portion 61 annulaire et d'une portion 62 évasée qui s'étend à partir de la portion annulaire.
  • La portion 61 de l'écrou présente une face plane 81 arrangée pour venir en appui contre une face plane d'extrémité d'un manchon.
  • La portion 62 évasée, qui prolonge la portion annulaire 61 le long de l'axe longitudinal 82 de l'écrou, est pourvue de quatre empreintes 63 régulièrement espacées (de 90 degrés) à sa périphérie. La portion 62 est délimitée par une surface 73 tronconique - ou chanfrein - formant un angle 74 avec l'axe 82 (cf. figure 6).
  • Les empreintes 63 sont de forme sensiblement cylindrique, de dimensions identiques, s'étendent sensiblement parallèlement à l'axe 82 de l'écrou, et débouchent sur la seconde face 85 d'extrémité de l'écrou qui est parallèle à la première face 81 d'extrémité.
  • Les empreintes 63 facilitent l'adhésion du béton sur la face externe de l'écrou et peuvent être utilisées pour visser ou dévisser l'écrou à l'aide d'un outil comportant plusieurs ergots de forme complémentaire à celle des empreintes 63.
  • Pour la fabrication d'un manchon, on peut former les aspérités sur la surface externe d'une ébauche pleine, par forgeage en deux étapes.
  • Par référence à la figure 11, on utilise une paire de matrices 65 de forme sensiblement identique. Chaque matrice comporte une cavité délimitée par une surface 79 en forme générale de demi cylindre et dans laquelle sont creusées des rainures 67 dont la forme correspond à une partie de la forme d'une aspérité en relief à former sur l'ébauche de manchon.
  • Alternativement, la surface interne 79 des matrices peut comporter des nervures dont la forme correspond à une partie de la forme d'une aspérité en creux à former sur l'ébauche de manchon.
  • Les surfaces 79 des matrices 65 s'étendant parallèlement à l'axe longitudinal 59 de l'ébauche 55 préalablement chauffée, les matrices sont placées au contact de l'ébauche 55 par un mouvement selon les flèches 53, et sont mises en appui sur la surface externe 56 de l'ébauche afin que les aspérités 67 des matrices provoquent la formation d'aspérités sur l'ébauche 55, telles que celles repérées 28 figure 12.
  • Par référence à la figure 12, dans une seconde étape de forgeage, on utilise une seconde paire de matrices 66 similaires aux premières matrices 65 mais de forme sensiblement différente, que l'on presse selon les flèches 54 contre l'ébauche pré formée afin d'obtenir à la surface de l'ébauche des aspérités ayant la forme finale souhaitée.
  • On peut ensuite forer et tarauder l'ébauche ainsi obtenue pour obtenir le manchon.
  • Pour la fabrication d'un écrou, on peut former les aspérités sur la surface externe d'une ébauche pleine, ainsi qu'une partie au moins de la cavité centrale de l'écrou, par forgeage en une seule étape.
  • Par référence aux figures 13 et 14, on utilise une paire de matrices 68, 69. La matrice 69 comporte une cavité centrale 77 délimitée par une surface en forme générale de demi cylindre d'axe 89.
  • La seconde matrice 68 présente une forme sensiblement de révolution selon l'axe 89, et comporte une partie centrale 70a en relief dont la forme correspond à une partie au moins de la forme de la cavité centrale à former sur l'ébauche 57 d'écrou.
  • La matrice 68 comporte également une partie en creux s'étendant autour de la partie 70a, qui comporte une surface 70b inclinée pour former la surface 73 inclinée de l'écrou, et des saillies 70c sur la surface 70b pour former les empreintes 63 sur la surface 73 de l'écrou.
  • L'ébauche 57 préalablement chauffée est placée entre les matrices 68, 69 ou dans la cavité 77, et les matrices sont rapprochées (flèche 100 figure 13). L'appui de la matrice 68 sur la face supérieure 58 de l'ébauche 57 permet de former simultanément la portion évasée de l'écrou et une partie au moins de la cavité centrale de l'écrou.

Claims (13)

  1. Procédé de fabrication d'un manchon (20, 23) ou d'un écrou (71) de raboutage d'armatures en acier, comportant les opérations suivantes :
    - former des aspérités (27 à 31, 39 à 41, 63) sur la surface externe (56, 58) d'une ébauche (55, 57) en acier, par forgeage,
    - former une cavité cylindrique (46, 47) traversant l'ébauche forgée, et
    - tarauder la cavité cylindrique.
  2. Procédé selon la revendication 1 dans lequel la formation de la cavité cylindrique dans l'ébauche (55) d'un manchon est obtenue par forage.
  3. Procédé selon la revendication 1 dans lequel la formation de la cavité cylindrique dans l'ébauche (57) d'un écrou est obtenue, en partie au moins, par forgeage.
  4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 dans lequel l'ébauche est chauffée jusqu'à atteindre une température qui est au moins égale à 400 °C, en particulier une température située dans une plage allant de 400 °C à 1000 °C.
  5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 dans lequel l'opération de forgeage est réalisée en plusieurs étapes, en utilisant un jeu de matrices (65, 66) spécifique à chaque étape.
  6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 dans lequel on marque la surface externe du manchon ou écrou, par forgeage, de façon à former des signes permettant d'identifier des caractéristiques du manchon ou écrou.
  7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel on fabrique le manchon ou écrou à partir d'une ébauche d'acier présentant une limite d'élasticité située dans une plage allant de 200 méga Pascal (200 MPa) à 1000 MPa, et présentant un allongement sous charge maximale situé dans une plage allant de 1% à 10%.
  8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel on forme, à la surface d'un manchon, des aspérités (27 à 31) qui s'étendent le long de portions de cercles situés dans des plans perpendiculaires à l'axe longitudinal (21) du manchon, ou le long de portions d'hélices ayant pour axe l'axe longitudinal (21) du manchon.
  9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel la plus grande dimension des aspérités est supérieure à un millimètre, la profondeur (45) d'aspérités en creux étant de l'ordre d'un ou plusieurs millimètres.
  10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9 dans lequel on forme, à la surface d'un manchon, une nervure centrale (39) ininterrompue qui s'étend le long d'une circonférence du corps du manchon.
  11. Procédé selon la revendication 10 dans lequel la nervure centrale (39) est bordée de part et d'autre d'empreintes (30, 31) et présente une largeur variable.
  12. Procédé selon la revendication 11 dans lequel les empreintes bordant la nervure centrale s'étendent le long de portions d'hélices ayant pour axe l'axe longitudinal du manchon.
  13. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 12 dans lequel on forme, à chaque extrémité d'un manchon, une nervure (40, 41) ininterrompue qui s'étend le long d'une circonférence du corps du manchon et présent une largeur variable.
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