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PERFECTIONNEMENTS AUX ECROUS
L'invention est relative aux écrous ou organes d'ancrage ou de jonction analogues (ci-après désignés sous 1-'expression d'écrous) pour bou- lons tirants, entretoises et analogues (ci-après désignés sous le nom de barres) et elle a pour but la réalisation d'un dispositif de filetage grâce auquel la résistance de la barre sous tension approche de ou atteint la plei- ne résistance, c'est-à-dire la résistance de la section totale de la barre en opposition à la section voisine où la barre est réduite à sa partie nor- malement filetée.
Linvention présente une utilité spéciale pour le bétonnage pré- contraint dans lequel de longs tirants et des barres d'acier à haute résis tance sont nécessaires pour développer et maintenir une tension élevée après que le béton, a prix. Dans le bétonnage précontraint, une partie de la ten- sion disont 15%, appliquée aux barres d'armature est perdue à cause du re- trait et de l'extension du béton en vieillissant sous contrainte.
En utili- sant des écrous ou des organes d'ancrage analogues filetés suivant- la pré- sente inventions on obtient une augmentation de la tension maxima, qui peut être appliquée à 1?armature en premier lieu et par conséquent la tensicn résiduelle retenue dans 1?armature est plus élevée que celle que l'on a pu obtenir jusqu'ici.
L'invention consiste en une méthode de perfectionnement du vissa- ge entr'écrous et analogues et barres ou boulons d'ancrage, d;accouplement ou autres applications comprenant la réalisation d'un vissage supplémentai- re, adjacent et additionnel au vissage normale- sur une partie de la barre ou du boulon, dont la section transversale effective soumise à traction augmente depuis le fond du filetage normal jusqu'en substance le diamètre total de la barre ou du boulon.
En conséquence, des filets supplémentaires sont prévus à l'intérieur de 1-'écrou en vue de correspondre aux filets extrêmes progrès- sivement moins profonds de la barre ou du boulon;, dans lesquels ils doivent s'engagera
En outre,\( conformément à l'invention, dans la partie de l'écrou et du tirant formant le vissage supplémentaire, des jeux ou vides sont prévus entre les faces des filets de 1$ écrou et de la barre., ces vides allant en aug- mentant en grandeur progressivement dans la direction de la traction sur la
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barre, la disposition étant telle qu'une transmission de la charge de con- trainte dans le filetage supplémentaire se produit progressivement dans la direction de la traction sur la barre.
L'invention consiste encore en un écrou ou analogue en vue d'ancra- ge ou autres applications de barres ou boulons, dans lequel des filets supplé- mentaires sont prévus en association avec l'écrou et dont le diamètre interne inférieur augmente progressivement dans la direction dans laquelle la trac- tion est appliquée, la disposition étant telle que les filets supplémentaires sont conformés pour se visser dans les filets successifs extrêmes, progressi- vement de moins en moins profonds de la barre en vue de réaliser un engagement de vissage supplémentaire sur une partie de la barre, dans laquelle le dia- mètre effectif soumis à traction augmente à partir de celui qui correspond à la partie pleine normalement filetée.
Dans le dessin annexé:
Figure 1 est une vue schématique d'une barre pourvue d'un écrou vissé sur elle conformément à la présente invention,
Figure 2 est une coupe latérale en élévation d'un écrou conforme à la présente invention,
Figure 3 est une vue à plus grande échelle de la partie taraudée de Figure 2,
Figures 4 et 5 sont des vues correspondant aux Figures 2 et 3- d'une variante'du filetage dans un écrou et une barre conformément à la pré- sente invention,
Figures 6 et 7 représentent de même une autre variante,
Figure 8 est une vue latérale en élévation d'un écrou en deux par- ties conformément à l'invention,
Figures 9 et 10 sont des coupes latérales en élévation d'écrous conformément à la présente invention présentant une structure modifiée du corps en vue d'améliorer son comportement sous contrainte,
et
Figure 11 est une coupe latérale en élévation d'un écrou conformé- ment à la présente invention profilé pour être employé comme organe d'accouple- ment entré deux barres ou analogues.
En se reportant à la Figure 1 du dessin, le filetage de le écrou 1 peut, pour faciliter les explications, être divisé en deux parties A et B, la partie A étant normalement filetée sur sa longueur comme en a et la par- tie B étant pourvue d'un filet supplémentaire b dont le diamètre interne inférieur augmente progressivement dans la direction dans laquelle la traction P doit être appliquée jusqu'à ce qu'il devienne égal au ou voisin du diamètre total D de la barre 2. Les parties A et B peuvent former un écrou d'une selle pièce ou comprendre deux portions d'écrou séparables la et 1b (voir Figure 8), dont la portion la peut constituer un écrou normal ou orthodoxe.
Dans le cas de barre sur laquelle est vissé un écrou à filet nor- mal, si l'on considère, par exemple, uniquement la partie A de l'écrou 1, l'ef- fort de contrainte maximum,qui peut être développé dans la barre lorsque l'é- crou lui fournit un ancrage, est une fonction de d le diamètre de la barre au fond du filet. La résistance à la traction de la section totale de la barre est une fonction de D,le diamètre total de la barre, la différence en- tre les résistances à la traction étant.due à la perte de diamètre 2 x t, due au filetage, et'en conséquence à la perte de section transversale du boulon.
Dans la majorité des opérations de formation du filet .en vue de fileter des barres et analogues, les couteaux sont fermés ou peuvent travail- ler, de façon que le filet, quand il s'étend à l'intérieur du diamètre plein de la barre,diminue progressivement de profondeur, comme le montrent sché- matiquement la Figure 1 par la ligne 3 et les Figures 3, 5 et 7 par la ligne brisée 3'.
Par suite, le diamètre effectif de la barre augmente progressive- ment à partir d'un minimum d en partant de la profondeur totale du filet, jusqu'au diamètre total D, où le filet se termine, de sorte que la résistance maxima à la traction de la barre augmente proportionnellement avec sa section sur toute la longueur de la partie B (Figure 1)
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Comme il a été décrit précédemment, sur la partie B de l'écrou 1, le diamètre interne inférieur augmente progressivement et l'augmentation progressive correspond à l'accroissement progressif du diamètre effectifde la barre, c'est-à-dire que, comme le fond du filet de.la barre s'écarte progres- sivement de l'axe de la barre, l'arête ou sommet du filet dans l'écrou s'é- carte semblablement de l'axe de l'écrou. Ainsi,
quand l'écrou et la barre sont assemblés, ils s'engagent suivant un filetage continu jusqu'à ce que le filet de la barre cesse pour réaliser une transmission de la contrainte entre la barre et l'écrou sur des sections transversales effectives de la barre plus grandes que celles de la partie normalement filetée, grâce à quoi la contrainte, qui peut être normalement appliquée à la barre, est augmentée.
Du fait que le filetage extrême utilisé pour la barre et le file- tage supplémentaire utilisé pour l'écrou sont disposés de manière à obtenir des jeux ou vides C d'amplitude progressivement croissante, quand la barre se trouve soumise à une tension croissante et l'écrou à une compression crois- sante (c'est-à-dire quand la barre est soumise à contrainte) il se produit un mouvement relatif en sens contraire dès-filets de l'écrou et de la barre, si bien que les jeux C diminuent successivement jusqu'à disparition.
Ainsi, com- me les jeux G en cas de non-contrainte sont plus grands du côté des filets les moins profonds, une transmission de la contrainte entre les filets extrêmes de la barre et les filets supplémentaires de l'écrou, tandis que la barre est contrainte jusqu'à sa charge maixma se produit d'abord lors du vissage nor- mal sur la portion A de l'écrou, alors, comme la matière de l'écrou (et à un moindre degré celle de la barre) fléchit en provoquant le déplacement rela- tif ci-dessus mentionné des filets, les filets supplémentaires les-plus pro- fonds de la partie B de l'écrou. sont soumis à une charge, suivis par. les filets moins profonds et finalement par des filets encore moins profonds.
De cette façon, la charge résiduelle supportée par les filets supplémentaires de l'écrou est, d'une certaine manière, proportionnée à la profondeur des filets.
La partie B de l'écrou comprenant les filets supplémentaires peut être conformée de différentes façons suivant la manière dont la barre doit être ou a été filetée. Ainsi,en Figures 2 et 3, est représentée une barre 2d dans laquelle le filet se termine par une profondeur progressivement rédui- te, tandis que le profil du fond uniquement des filets est maintenu.
La fome du filetage supplémentaire de la partie de 1'écrou devant correspondre aux fi- lets extrêmes de la barre 2d est analogue ou similaire à la forme du couteau habituellement utilisé pour fileter une barre de la manière indiquée en Figure 3, c'est-à-dire que les filets tout le long de la partie B possèdent le même pas et ont la même profondeur que les filets normaux, mais vont en divergeant ou en s'effilant vers l'extérieur, de façon que leurs sommets et racines se trouvent sur une ligne parallèle à la ligne 3' Sous cette forme se consti- tuent de manière convenable des vides 4, qui correspondent au métal enlevé de la barre ou de l'écrou dans le serrage final.
Là où la barre a été filetée par un peigne dans lequel la partie directrice des couteaux a été effilée par allésage au moyen d'un alésoir coni- que, voir Figures 4 et 5, les filets extrêmes de la' barre 2e sont diminués en profondeur le long de la ligne 3' comme ci-dessus, mais le profil du sommet seulement des filets est maintenu.
La forme correspondante de la partie de l'é- crou filetée supplémentairement est de nouveau, semblable à celle du peigne utilisé pour le filetage de la barre, la partie B de l'écrou le étant orgina- lement filetée normalement, mais alésée au moyen d'un alésoir conique, de fa- son que les sommets des filets soient enlevés le long d'une ligne parallèle à la $ligne 3'
Dans une autre variante, la barre 2f (voir Figures 6 et 7) peut présenter une partie filetée extrême de profondeur progressivement réduite le long de la ligne 3', mais présentant un profil angulaire à la fois au sommet et au fond du filet, les côtés ou les faces des filets devenant progressive- ment moins déclives à mesure que la profondeur du filet diminue.
La partie correspondante B de l'écrou lf est filetée de manière à s'adapter aux filets extrêmes de la barre.
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Dans le but d'obtenir le bénéfice total du filetage supplémentai- @ re conforme à l'invention, l'écrou doit être vissé à fond sur le filetage ex trême de la barre; en certains cas, plus spécialement dans le cas de l'écrou ld représenté en Figure 3, l'écrou, s'il est d'un métal plus dur que la barre, peut inciser la barre, peut-être .même en-dessous de la partie filetée de celle- ci, et dans tous les cas il peut se produire une certaine distorsion du métal de l'écrou ou de la barre, suivant leur dureté relative. Cependant, il est préférable quel-écrou, conforme à la présente invention, soit fabriqué en mé- tal plus doux que la barre, grâce à quoi l'écrou pliera plus facilement sous compression en vue de boucher les vides.2 précédemment décrits.
Dans le but que la contrainte totale, à laquelle la barre est soumise, puisse ne pas être transmise d'abord aux filets possédant la moindre profondeur d'engagement, c'est-à-dire aux filets les plus rapprochés de la surface de l'écrou,l'écrou peut être pourvu d'une rainure ou entaille annulai- re, 5, voir Figure 9, concentrique à l'écrou et s'étendant axialement par - rapport à ce dernier jusqu'à une profondeur correspondant à une grande partie de la longueur de la partie supplémentairement filetée B. De cette façon, les filets dans la partie B sont isolés de la partie périphérique 6 de l'écrou et la face terminale de la partie périphérique 6 est seule destinée à buter contre l'organe (non représenté) par exemple, la plaque de butée, contre laquelle l'é crou réagira sous la contrainte.
Pour isoler les filets dans la portion B, une rondelle peut être interposée entre la face frontale de la partie exté- rieure 6 de l'écrou et la face adjacente de l'organe de butée, ou éventuelle- ment,comme le montre la Fig. 9 la face de l'écrou à l'intérieur de la rainu- re annulaire 5 peut être dépouillée comme en 9 pour garantir que la face ter- mina le de la partie extérieure 6 de l'écrou forme la surface de butée ou de contact de l'écrou. Lorsqu'une rainure annulaire 5 de ce genre est prévue.la réaction sur l'écrou suit les flèches 11, dont l'inférieur, on le verra, montre la contrainte appliquée d'abord aux filets le plus profondément engagés de la partie supplémentairement filetée B.
Conformément à une forme d'exécution simplifiée et préférée (voir Figure 10), on a formé une feuillure 10 au lieu d'une rainure ou une entaille 5 et une rondelle 8 de plus grande épaisseur que la profondeur axiale de la feuillure 10 est interposée entre la face de l'organe de butée 7 et la base de la feuillure pour isoler la partie filetée B, comme décrit précédemment.
Une forme d'écrou, possédant le filetage supplémentaire conforme à la présente invention, peut être utilisée en vue de l'accouplement coaxial et bout à bout de deux barres ou analogues, ainsi, un écrou lg (voir Fig, 11) est,disons, de longueur double, fileté d'une manière continue et pourvu de filets supplémentaires à chaque extrémité,- de sorte que l'écrou comprend dans l'ordre les parties B-A-A-B, telles que décrites précédemment.
Lorsque l'on utilise des écrous et analogues possédant le filetage supplémentaire conforme à la présente invention, il est essentiel, comme il a été indiqué précédemment, que l'écrou soit vissé aussi loin que possible sur et dans la partie extrême des filets de la barre. Par conséquent, on apprécie- ra que la distante 3 comprise entre les deux faces sur lesquelles les écrous réagissent à chaque extrémité sur la barre (ou l'écrou et la tête ou l'organe équivalent à l'autre extrémité de la barre) doit être soigneusement déterminée, et l'emplacement des filets extrêmes aux deux extrémités ou à l'extrémité de la barre doit être réglé en vue de correspondreà cette distance, de sorte qu' une contrainte totale se développe dans la barre quand l'écrou ou les écrous sont vissés à la limite.
Un réglage secondaire peut être obtenu en utilisant des rondelles d'espacement.
Bien que le genre de filet utilisé pour la présente invention peut être d'un type convenable quelconque, par exemple du type Wilworth, il est préférable d'utiliser un filet fin dans lequel le minimum de métal est enlevé de la barre lors du filetage à pleine profondeur, de sorte que la barre se trou- ve le moins possible affaiblie.