FR2820807A1 - Metal profile, e.g. for door or window frames comprises flat, rolled central strip, to edges of which thicker wires are welded - Google Patents
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Abstract
Description
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PROFILE METALLIQUE PLAT La présente invention concerne les produits métalliques de grande longueur. The present invention relates to metal products of great length.
Dans diverses applications telles que les applications de traction, on utilise des produits métalliques de grande longueur tels que des fils, des câbles. In various applications such as traction applications, long metal products such as wires, cables are used.
Pour des applications où l'on fait travailler les produits en flexion ou en compression, il est également possible de réaliser en aluminium des profilés de sections diverses, que l'on peut par exemple couper ensuite à longueur pour réaliser des éléments de bâtiments tels que des poutrelles, des structures ou des cadres de porte ou de fenêtre. For applications where the products are made to work in bending or compression, it is also possible to produce aluminum sections of various sections, which can for example then be cut to length to produce building elements such as beams, structures or door or window frames.
Mais, dans les métaux à haute résistance mécanique, ou réfractaires, ou très résistants à la corrosion, tels que l'acier, l'acier inoxydable ou le titane, il n'y a pas de moyen très économique pour réaliser des profilés de sections diverses en grande longueur, et l'on doit se contenter en général d'utiliser soit des fils à section ronde obtenus par tréfilage, soit des câbles réalisés par toronnage de plusieurs fils, soit des bandes plates obtenues par laminage. However, in metals with high mechanical resistance, or refractory, or very resistant to corrosion, such as steel, stainless steel or titanium, there is no very economical means for producing section profiles. various in great length, and one must be satisfied in general with using either round section wires obtained by wire drawing, or cables produced by stranding of several wires, or flat strips obtained by rolling.
Les fils en acier à haute résistance mécanique présentent des propriétés élastiques qui les rendent difficiles à maîtriser. The high mechanical strength steel wires have elastic properties which make them difficult to control.
Les câbles sont plus malléables, mais présentent des risques de blessure des utilisateurs à cause de la fragilité des fils unitaires qui présentent fréquemment des cassures qui dépassent du câble et constituent des éléments agressifs. En outre, les câbles présentent des cavités internes qu'il est difficile de contrôler et qui sont sources de pollution dans certaines applications telles que les applications alimentaires. Cables are more malleable, but present risks of injury to users due to the fragility of the unitary wires, which frequently have breaks which protrude beyond the cable and constitute aggressive elements. In addition, the cables have internal cavities which are difficult to control and which are sources of pollution in certain applications such as food applications.
Les bandes plates présentent l'inconvénient d'avoir des bords latéraux coupants, ce qui en supprime les possibilités d'application les plus courantes à cause des risques de blessure des utilisateurs et des risques de dégradation des éléments environnants. Flat strips have the disadvantage of having sharp side edges, which removes the most common application possibilities because of the risk of injury to users and the risk of degradation of the surrounding elements.
Le problème proposé par la présente invention est de concevoir une nouvelle structure de produit de grande longueur pouvant être réalisée en acier, en acier inoxydable, en titane, ou The problem proposed by the present invention is to design a new product structure of great length which can be made of steel, stainless steel, titanium, or
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en alliage de cuivre, présentant une résistance équivalente à la résistance de traction d'un câble, présentant des qualités alimentaires et peu sensibles à la corrosion, évitant les risques de blessure résultant des fils de câble cassés ou de chants latéraux coupants, et de fabrication plus simple que les câbles pour en abaisser le coût de production. La structure doit être souple dans une de ses dimensions et rigide dans son autre dimension, de façon à pouvoir également constituer, par assemblage de plusieurs éléments selon leur longueur, une structure rigide en flexion ou en compression. made of copper alloy, having a resistance equivalent to the tensile strength of a cable, having food qualities and not very sensitive to corrosion, avoiding the risks of injury resulting from broken cable wires or from sharp side edges, and from manufacturing simpler than cables to lower the production cost. The structure must be flexible in one of its dimensions and rigid in its other dimension, so that it can also constitute, by assembling several elements along their length, a rigid structure in bending or in compression.
L'invention prévoit également des applications intéressantes d'un tel produit de grande longueur. The invention also provides interesting applications for such a product of great length.
Pour atteindre ces objets ainsi que d'autres, l'invention prévoit un profilé métallique en bande continue, formé d'une bande métallique médiane et de deux fils ronds soudés sur les chants latéraux de la bande métallique médiane. To achieve these and other objects, the invention provides a continuous strip metal profile, formed of a central metal strip and two round wires welded to the lateral edges of the central metal strip.
La bande métallique médiane peut être une bande laminée à section transversale généralement rectangulaire. The central metal strip can be a laminated strip with a generally rectangular cross section.
Les fils ronds peuvent être des fils métalliques tréfilés. The round wires can be drawn wire.
Le diamètre des fils ronds est compris de préférence entre deux et six fois l'épaisseur de la bande métallique médiane. The diameter of the round wires is preferably between two and six times the thickness of the central metal strip.
De bons résultats sont obtenus par exemple en utilisant des diamètres de fil qui sont d'environ quatre fois l'épaisseur de la bande métallique médiane. Good results are obtained, for example, by using wire diameters which are approximately four times the thickness of the central metal strip.
Les fils ronds peuvent être en acier, en acier inoxydable ou en titane, par exemple. The round wires can be made of steel, stainless steel or titanium, for example.
Les fils ronds et la bande métallique médiane peuvent soit être en un même matériau, soit être en des matériaux différents, permettant d'obtenir des propriétés particulières désirées par l'utilisateur telles que la flexibilité, l'élasticité, la résistance à la traction, la conductibilité électrique, et leurs combinaisons. The round wires and the central metal strip can either be of the same material, or be of different materials, making it possible to obtain particular properties desired by the user such as flexibility, elasticity, tensile strength, electrical conductivity, and combinations thereof.
Les fils ronds sont solidarisés à la bande métallique médiane par exemple par des zones de soudure continues dont l'épaisseur occupe entre 10 et 20 % du diamètre des fils ronds. The round wires are joined to the middle metal strip, for example by continuous welding zones whose thickness occupies between 10 and 20% of the diameter of the round wires.
Les soudures sont de préférence réalisées par faisceau d'électrons. The welds are preferably made by electron beam.
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D'autres objets, caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description suivante de modes de réalisation particuliers, faite en relation avec les figures jointes, parmi lesquelles : - la figure 1 est une vue en perspective d'un tronçon de produit de grande longueur selon un mode de réalisation de la présente invention ; - la figure la est une vue agrandie d'une portion de la figure 1 ; - la figure 2 illustre une première application du produit de grande longueur de la figure 1, pour réaliser un tube ; - la figure 3 illustre une seconde application du produit de grande longueur de la figure 1, pour réaliser un profil de section ouverte ; - la figure 4 illustre une troisième application du produit de grande longueur de la figure 1, pour des engins de traction ; - la figure 5 illustre une quatrième application du produit de grande longueur de la figure 1, pour réaliser des haubans de navire ; - la figure 6 illustre une cinquième application du produit de grande longueur de la figure 1, pour réaliser des haubans de pont suspendu ; et - la figure 7 est une vue en perspective illustrant une sixième application d'un produit de grande longueur de la figure 1, pour réaliser une surface portante. Other objects, characteristics and advantages of the present invention will emerge from the following description of particular embodiments, given in relation to the attached figures, among which: - Figure 1 is a perspective view of a section of product of great length according to an embodiment of the present invention; - Figure la is an enlarged view of a portion of Figure 1; - Figure 2 illustrates a first application of the long product of Figure 1, to make a tube; - Figure 3 illustrates a second application of the long product of Figure 1, to produce an open section profile; - Figure 4 illustrates a third application of the long product of Figure 1, for traction equipment; - Figure 5 illustrates a fourth application of the product of great length of Figure 1, to make the shrouds of a ship; - Figure 6 illustrates a fifth application of the product of great length of Figure 1, to make the suspension bridge stays; and - Figure 7 is a perspective view illustrating a sixth application of a product of great length of Figure 1, to achieve a bearing surface.
Comme illustré sur la figure 1, l'invention prévoit un profilé métallique en bande continue plate 1, formé d'une bande métallique médiane 2 et de deux fils ronds 3 et 4 soudés sur les chants latéraux respectifs 5 et 6 de la bande métallique médiane 2. As illustrated in FIG. 1, the invention provides a metallic profile in continuous flat strip 1, formed of a central metal strip 2 and of two round wires 3 and 4 welded to the respective lateral edges 5 and 6 of the central metal strip 2.
La bande métallique médiane 2 est une bande laminée à section transversale généralement rectangulaire, comme on le voit sur la figure 1. Les fils ronds 3 et 4 sont des fils métalliques tréfilés. Par l'écrouissage résultant du tréfilage et du laminage, on réalise ainsi un profilé présentant une grande résistance à la rupture en traction. The central metal strip 2 is a laminated strip with a generally rectangular cross section, as can be seen in FIG. 1. The round wires 3 and 4 are drawn wire. By the work hardening resulting from the drawing and rolling, a profile is thus produced having a high tensile strength.
Le diamètre D des fils ronds 3 et 4 est supérieur à l'épaisseur de la bande métallique médiane 2, pour permettre une bonne liaison entre les fils et la bande. En pratique, le diamètre The diameter D of the round wires 3 and 4 is greater than the thickness of the central metal strip 2, to allow a good connection between the wires and the strip. In practice, the diameter
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D des fils ronds 3 et 4 est compris entre deux et six fois l'épaisseur E de la bande métallique médiane 2. De bons résultats sont obtenus avec des fils ronds 3 et 4 dont le diamètre D est d'environ quatre fois l'épaisseur E de la bande métallique médiane 2. D of the round wires 3 and 4 is between two and six times the thickness E of the central metal strip 2. Good results are obtained with round wires 3 and 4 whose diameter D is approximately four times the thickness E of the middle metal strip 2.
Pour les applications les plus courantes, le diamètre D des fils ronds 3 et 4 est compris entre 1 et 12 mm environ, et la bande métallique médiane 2 a une épaisseur e comprise entre 0,1 et 3 mm environ. For the most common applications, the diameter D of the round wires 3 and 4 is between 1 and 12 mm approximately, and the median metal strip 2 has a thickness e of between 0.1 and 3 mm approximately.
Dans les applications intéressantes, les fils ronds 3 et 4 peuvent avantageusement être en acier, en acier inoxydable, en titane, ou en alliage de cuivre. In interesting applications, the round wires 3 and 4 can advantageously be made of steel, stainless steel, titanium, or a copper alloy.
Selon un premier mode de réalisation, les fils ronds 3 et 4 et la bande métallique médiane 2 sont en un même matériau. According to a first embodiment, the round wires 3 and 4 and the central metal strip 2 are made of the same material.
Selon un autre mode de réalisation, les fils ronds 3 et 4 et la bande métallique médiane 2 sont en des matériaux différents, que l'homme du métier peut choisir en fonction des propriétés désirées. According to another embodiment, the round wires 3 and 4 and the central metal strip 2 are made of different materials, which the person skilled in the art can choose according to the desired properties.
Les fils ronds 3 et 4 sont avantageusement solidarisés à la bande métallique médiane 2 par des zones continues de soudure 7 et 8 dont l'épaisseur e occupe entre 10 et 20 % du diamètre D des fils ronds 3 et 4. On a illustré en figure la, sur une portion agrandie de la figure 1, la zone de soudure 7 entre le fil rond 3 et la bande métallique médiane 2, avec l'épaisseur e de la zone de soudure 7. The round wires 3 and 4 are advantageously secured to the middle metal strip 2 by continuous weld zones 7 and 8 whose thickness e occupies between 10 and 20% of the diameter D of the round wires 3 and 4. Illustrated in FIG. 1a, on an enlarged portion of FIG. 1, the weld zone 7 between the round wire 3 and the median metal strip 2, with the thickness e of the weld zone 7.
Pour obtenir de telles soudures minces 7 et 8, celles-ci sont avantageusement réalisées par faisceau d'électrons. La forme simple des éléments en fil 3 et 4 ou en bande 2 qui constituent le profilé selon l'invention permet la soudure continue par faisceau d'électrons sous vide, de sorte qu'il devient possible d'obtenir un produit dont le prix est abordable dans les applications envisagées. To obtain such thin welds 7 and 8, these are advantageously made by electron beam. The simple shape of the elements in wire 3 and 4 or in strip 2 which constitute the profile according to the invention allows continuous welding by electron beam under vacuum, so that it becomes possible to obtain a product whose price is affordable in the applications envisaged.
Dans une première application, illustrée sur la figure 2, on utilise trois profilés métalliques en bande continue tels que précédemment décrits, à savoir un premier profilé 1, un second profilé la et un troisième profilé Ib, que l'on soude longitudinalement bord à bord pour former un tube triangulaire In a first application, illustrated in FIG. 2, three metallic profiles are used in continuous strip as previously described, namely a first profile 1, a second profile 1a and a third profile Ib, which are welded longitudinally edge to edge. to form a triangular tube
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comme illustré sur la figure 2. Les soudures s'effectuent avantageusement entre les fils ronds respectifs adjacents. as illustrated in FIG. 2. The welds are advantageously carried out between the respective adjacent round wires.
On pourra naturellement réaliser un profilé tubulaire de section différente, par exemple un tube à section carrée en soudant bord à bord quatre profilés métalliques en bande continue. Tout autre profilé tubulaire à section polygonale est également réalisable à partir des profilés métalliques en bande continue. On constitue ainsi un tube par assemblage de plusieurs profilés parallèles. It is naturally possible to produce a tubular section of different section, for example a square section tube by welding four metal sections edge to edge in a continuous strip. Any other tubular profile with polygonal section can also be produced from metallic profiles in continuous strip. A tube is thus formed by assembling several parallel sections.
On peut réaliser un profilé de section ouverte tel que représenté sur la figure 3, en soudant bord à bord trois profilés métalliques en bande continue 1, la et lb pour former par exemple un U. One can produce an open section profile as shown in Figure 3, by welding edge to edge three metal profiles in continuous strip 1, la and lb to form for example a U.
Sur la figure 4, on illustre l'utilisation d'un profilé de la figure 1 pour la constitution d'une bande de traction que l'on peut enrouler sur un tambour 9. In FIG. 4, the use of a profile of FIG. 1 is illustrated for the constitution of a traction strip which can be wound on a drum 9.
Sur la figure 5, on illustre l'utilisation d'un profilé métallique en bande continue pour la constitution de haubans plats 10 ou 11, par exemple appropriés pour la navigation à voile : placés selon un plan parallèle à l'axe longitudinal du navire, les haubans plats présentent une moindre résistance à l'avance du navire, tout en présentant une grande résistance en traction. FIG. 5 illustrates the use of a metallic strip profile in continuous strip for the constitution of flat shrouds 10 or 11, for example suitable for sailing: placed along a plane parallel to the longitudinal axis of the ship, the flat shrouds have a lower resistance to the advance of the ship, while having a high tensile strength.
La figure 6 illustre une autre utilisation d'un profilé selon la figure 1, pour la constitution de haubans plats tels que les haubans 15 et 16 reliant des câbles porteurs 17 ou 18 au tablier 19 d'un pont suspendu : placés selon un plan transversal, les haubans plats 15 et 16 présentent une moindre prise aux vents de travers, tout en assurant une grande résistance en traction. FIG. 6 illustrates another use of a profile according to FIG. 1, for the constitution of flat shrouds such as the shrouds 15 and 16 connecting carrying cables 17 or 18 to the deck 19 of a suspension bridge: placed along a transverse plane , the flat shrouds 15 and 16 have less grip from crosswinds, while ensuring high tensile strength.
La figure 7 illustre une autre utilisation d'un profilé selon la figure 1, pour la constitution d'une surface élastique non agressive, par juxtaposition côte à côte et coplanaire d'une pluralité de profilés tels que les profilés 12a, 12b et 12c formant des bandes plates parallèles tenues à leurs extrémités par des traverses 13 et 14, constituant une surface élastique non agressive. FIG. 7 illustrates another use of a profile according to FIG. 1, for the constitution of a non-aggressive elastic surface, by juxtaposition side by side and coplanar with a plurality of profiles such as the profiles 12a, 12b and 12c forming parallel flat strips held at their ends by crosspieces 13 and 14, constituting a non-aggressive elastic surface.
La liste des applications n'est pas exhaustive, et l'on comprendra que l'homme du métier peut utiliser un profilé The list of applications is not exhaustive, and it will be understood that a person skilled in the art can use a profile.
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métallique en bande continue 1 de diverses manières, profitant des avantages liés à sa grande résistance à la rupture en traction, à sa faible agressivité, à ses capacités de flexion, et à sa grande rigidité mécanique dans une dimension. continuous strip metal 1 in various ways, taking advantage of the advantages linked to its high tensile breaking strength, its low aggressiveness, its flexural capacities, and its great mechanical rigidity in one dimension.
La présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation qui ont été explicitement décrits, mais elle en inclut les diverses variantes et généralisations contenues dans le domaine des revendications ci-après. The present invention is not limited to the embodiments which have been explicitly described, but it includes the various variants and generalizations thereof contained in the field of claims below.
Claims (15)
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