LU84289A1 - PROCESS FOR BENDING STEEL PROFILES - Google Patents

Description

i ; * A 725i; * A 725

Demande de brevet de ........................................Patent application for ........................................

Désignation de l’Inventeur (1) Le soussigné .Rsn#....NEYEN..../....Aäiiiinistration...Centrale de. .l'ARBED................Designation of the Inventor (1) The undersigned .Rsn # .... NEYEN .... / .... Aäiiiinistration ... Centrale de. .ARBED ................

Case Postale 1802, L - 2930 LUXEMBOURGPO Box 1802, L - 2930 LUXEMBOURG

agissant en qualité — de mandataire du déposant — ARBED S.A.acting as - agent of the depositor - ARBED S.A.

Avenue de la Liberté L - 2930 LUXEMBOURG (s) de l’invention concernant :Avenue de la Liberté L - 2930 LUXEMBOURG (s) of the invention concerning:

Procédé pour le cintrage de profilés en acier désigné comme inventeur(s) : 1. Nom et prénoms .J.e.an-Henri KREMER................................................. ......................................Process for bending steel profiles designated as inventor (s): 1. Name and first names. Jean-Henri KREMER ........................ ......................... ......................... .............

37 rue Cité Henri Grey, L - 4577 DIFFERDANGE " * Adresse .............................................................................................................................................................................37 rue Cité Henri Gray, L - 4577 DIFFERDANGE "* Address ..................................... .................................................. .................................................. ....................................

n nrA„nm, François DI CATOn nrA „nm, François DI CATO

2. Nom et prénoms ................?.................................................................... ......................................................................2. Name and first names ................? ............................ ........................................ .......... .................................................. ..........

Adresse .......................12. rue Edmond ...Zinnen, ...L - .468.8....DIFFERDAN.GE........................Address ....................... 12. rue Edmond ... Zinnen, ... L - .468.8 .... DIFFERDAN.GE ........................

3. Nom et prénoms .................................................... .......................................................................................................3. Surname and first names ............................................. ....... ........................................... .................................................. ..........

Adresse 10 rue Prommenschenkel, L - 4649 OBERKORN............................Address 10 rue Prommenschenkel, L - 4649 OBERKORN ............................

Il affirme la sincérité des indications susmentionnées et déclare en assumer l’entière responsabilité.He affirms the sincerity of the aforementioned indications and declares to assume full responsibility for them.

Luxembourg ie 23 juillet 19 82 CT "yLuxembourg ie 23 July 19 82 CT "y

René NEYEN (mandataire) (signature) A ESDgB_ (1) Nom, prénoms, firme, adresse.René NEYEN (representative) (signature) A ESDgB_ (1) Last name, first names, company, address.

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Demande de brevet Déposant : ARBED S.A.Applicant's patent application: ARBED S.A.

Avenue de la Liberté L 2930 LuxembourgAvenue de la Liberté L 2930 Luxembourg

Procédé pour le cintrage de profilés en acierMethod for bending steel profiles

Procédé pour le cintrage de profilés en acierMethod for bending steel profiles

La présente invention concerne un procédé pour le cintrage de profilés, notamment de poutrelles en acier.The present invention relates to a method for bending profiles, in particular steel beams.

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Il est connu depuis fort longtemps qu'il est avantageux de réaliser des poutrelles en acier qui présentent un cintrage, dans le but de compenser la flexion des poutrelles sous leur propre poids et celle des dalles en béton et d'augmenter leur force portante.It has been known for a very long time that it is advantageous to produce steel beams which have a bend, in order to compensate for the bending of the beams under their own weight and that of the concrete slabs and to increase their bearing force.

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Il est également connu de réaliser des poutrelles dont l'âme présente une épaisseur inférieure à celle des ailes, ce qui permet d'éviter des constructions trop lourdes. Or, il n'est pas évident que l'on puisse cintrer des poutrelles à âme réduite en épaisseur, 15 sans rencontrer certains problèmes de déformation de l'âme que l'on appelle flambage.It is also known to produce beams whose core has a thickness less than that of the wings, which makes it possible to avoid constructions that are too heavy. However, it is not obvious that it is possible to bend beams with a reduced core thickness, without encountering certain problems of deformation of the core which is called buckling.

La méthode courante utilisée pour cintrer des poutrelles consiste à disposer la poutrelle de manière à ce que l'une des ailes touche 20 deux butées fixes et espacées et à exercer sur l'autre aile, en un point situé au milieu entre lesdites butées, une pression suffisante pour aboutir à la contre-flèche désirée. Pour situer les grandeurs en jeu il faut souligner que les poutrelles utilisées actuellement dans la construction lourde, p.ex. de ponts, peuvent présenter des 25 longueurs de l'ordre de 40 m, des épaisseurs d'aile de 30-35 mm et des épaisseurs d'âme de 15-20 mm. Les pressions exercées sur les ailes peuvent être de 400-500 t et les contre-flèches à réaliser peuvent atteindre les 200 mm.The current method used for bending beams is to arrange the beam so that one of the wings touches two fixed and spaced stops and to exert on the other wing, at a point located in the middle between said stops sufficient pressure to reach the desired counter-jib. To locate the magnitudes at stake, it should be emphasized that the beams currently used in heavy construction, eg bridges, can have lengths of the order of 40 m, wing thicknesses of 30-35 mm and core thicknesses of 15-20 mm. The pressures exerted on the wings can be 400-500 t and the counter-arrows to be made can reach 200 mm.

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On a dû constater qu'il est impossible de cintrer des poutrelles à âme réduite par rapport aux ailes, selon la méthode traditionnelle, sans déformer l'âme et on a pu se rendre compte que la déformation de l'âme a lieu dans la zona de l'âme qui attouche l'aile sur la- 5 quelle agit la pression directe. Ceci indique que l'âme n'est pas capable de transmettre l'effort exercé sur une aile à l'autre aile, sans qu'il y ait flambage, si bien qu'il existe un rapport minimum épaisseur d'âme/épaisseur d'aile qu'il faut respecter en vue de pouvoir réaliser des cintrages sans risque de flambage. On peut égale- 10 ment formuler une contrainte dans ce sens qu’il existe une contre- flèche maximum réalisable pour un rapport épaisseur d'âme/épaisseur d'aile donné, sans qu'il y ait risque de flambage de l'âme· « Le but de l'invention était de proposer un procédé de cintrage qui 15 élimine les problèmes décrits.We had to note that it is impossible to bend beams with reduced core compared to the wings, according to the traditional method, without deforming the soul and we have been able to realize that the deformation of the soul takes place in the area of the core which touches the wing on which the direct pressure acts. This indicates that the core is not capable of transmitting the force exerted on one wing to the other wing, without buckling, so that there is a minimum core thickness / thickness ratio d wing which must be respected in order to be able to carry out bends without risk of buckling. One can also formulate a constraint in the sense that there is a maximum achievable counter-deflection for a given web thickness / wing thickness ratio, without there being any risk of web buckling. "The object of the invention was to provide a bending method which eliminates the problems described.

Ce but est atteint par le procédé suivant l'invention qui prévoit que l'on exerce la pression et la contre-pression destinées à conduire au cintrage de la poutrelle de manière à ce qu'elles provoquent 20 dans l'âme uniquement des forces de traction.This object is achieved by the method according to the invention which provides that pressure and back pressure are exerted to lead to the bending of the beam so that they cause in the core only forces of traction.

Suivant une forme d'exécution préférée du procédé suivant l'invention, on exerce la pression et la contre-pression uniquement sur l'aile qui délimite le rayon maximum du profilé cintré.According to a preferred embodiment of the method according to the invention, the pressure and the back pressure are exerted only on the wing which delimits the maximum radius of the curved profile.

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En mettant en oeuvre le procédé suivant l'invention, on constate que non seulement toute déformation de l'âme est évitée, mais qu'en plus l'opération de cintrage parvient à éliminer des déformations qui existaient avant celle-ci. Ainsi on se trouve en présence d'un pro-30 cédé qui, à côté de conduire à l'effet escompté, amène en plus des avantages inattendus· En effet le procédé nouveau permet également „ de réduire considérablement le temps de travail réel vis-â-vis de la méthode traditionnelle, étant donné que le cintrage s’effectue d'une manière plus spontanée dans ce sens que les forces qui sont impar-35 ties au profilé sont reprises par celui-ci. Le cintrage prend forme rapidement, sans que l'on soit obligé à recourir aux précautions habituelles comme p.ex. un grand nombre de passes qu'il fallaitBy implementing the method according to the invention, it is found that not only any deformation of the core is avoided, but that in addition the bending operation succeeds in eliminating deformations which existed before it. Thus we find ourselves in the presence of a pro-ceded which which, besides leading to the expected effect, brings in addition to the unexpected advantages · Indeed the new process also allows „to considerably reduce the real working time vis- â vis-à-vis the traditional method, since the bending is carried out in a more spontaneous manner in this sense that the forces which are impar-35 ties to the profile are taken up by the latter. The bending takes shape quickly, without having to resort to the usual precautions such as a large number of passes that were necessary

TT

- 3 - effectuer en mettant en oeuvre des forces relativement faibles, justement pour éviter le flambage.- 3 - perform using relatively low forces, precisely to avoid buckling.

Une illustration du nouveau procédé et de l'installation pour sa 5 mise en oeuvre est fournie par la voie des dessins schématisés où la fig.1 représente une vue en plan de la poutrelle en voie de cintrage suivant la méthode classique, tandis que la fig.2 montre la même poutrelle soumise à un cintrage effectué suivant la forme préférée du procédé selon l'invention; la fig.3 montre une vue schématisée 10 transversale d'une poutrelle soumise à un cintrage classique; la fig.4 représente de manière non-limitative une coupe à travers une forme d'exécution possible de l'installation pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'invention, tandis que les fig.5 et 6^montrent la poutrelle des figures 1 resp. 2, en voie de cintrage suivant 15 d'autres formes d'exécution possibles du procédé suivant l'invention.An illustration of the new process and of the installation for its implementation is provided by the diagrammatic drawings in which FIG. 1 represents a plan view of the beam undergoing bending according to the conventional method, while FIG. .2 shows the same beam subjected to bending carried out according to the preferred form of the method according to the invention; Fig.3 shows a schematic transverse view of a beam subjected to conventional bending; Fig.4 shows a non-limiting section through a possible embodiment of the installation for the implementation of the method according to the invention, while Fig.5 and 6 ^ show the beam of the figures 1 resp. 2, in the process of bending according to other possible embodiments of the method according to the invention.

En considérant les fig. 1 et 2 on se rend compte que l'idée qui est à la base de l'invention consiste à éliminer les efforts de compres-20 sion qui sont exercées sur l'âme 3 selon la technique connue. Tandis que la force 30 exerée sur l'aile 1 doit se transmettre à l'aile 2 en sollicitant l'âme 3 en compression, il en est autrement lorsque la force 30 est appliquée à l'aile 2. Dans ce cas les forces à transmettre à travers l'âme sont des forces de traction qui non seu-25 leraent ne déforment pas l'âme, mais réussissent même à redresser des déformations éventuelles, déjà existantes et qui étaient survenues lors du laminage.Considering figs. 1 and 2, we realize that the idea which is the basis of the invention consists in eliminating the compressive forces that are exerted on the core 3 according to the known technique. While the force 30 exerted on the wing 1 must be transmitted to the wing 2 by stressing the core 3 in compression, it is otherwise when the force 30 is applied to the wing 2. In this case the forces at transmit through the core are tensile forces which not only 25-leraent do not deform the core, but even succeed in straightening possible deformations, already existing and which had occurred during rolling.

Comme le montre la fig. 3, il existe dans l'âme d'une poutrelle sou-30 mise à un cintrage classique, une zone X qui est particulièrement sensible à la déformation. Cette zone qui est située à proximité im-= médiate de l'aile 1, se déforme lorsque l'épaisseur de l'âme n'est pas suffisante. Une fois amorcée, cette déformation s'accentue, " étant donné que toute énergie supplémentaire introduite par la force 35 30 est absorbée dans la zone X.As shown in fig. 3, there exists in the core of a sub-30 beam placed in conventional bending, an area X which is particularly sensitive to deformation. This zone, which is located in the immediate vicinity of the wing 1, deforms when the thickness of the core is not sufficient. Once initiated, this deformation increases, "since any additional energy introduced by force 35 is absorbed in zone X.

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Par contre, en procédant suivant l’invention, comme illustré en fig.On the other hand, by proceeding according to the invention, as illustrated in FIG.

2_ la force 30 est appliquée à l'aile 2 qui s'appuie contre les butées 40, 41 et l'énergie est transmise à travers l'âme 3 vers l'aile I en tant que traction et on peut constater dans la pratique que 5 cette traction arrive à redresser des déformations éventuellement présentes avant le cintrage.2_ the force 30 is applied to the wing 2 which bears against the stops 40, 41 and the energy is transmitted through the core 3 to the wing I as traction and it can be seen in practice that 5 this traction manages to straighten any deformations present before bending.

La fig. 4 montre le schéma de l'installation suivant l'invention qui comprend notamment deux butées fixes 40, 41 qui sont espacées et 10 deux butoirs 10, 11 servant à impartir la force 30 à l'aile 2 . La force 30 est créée par une presse non représentée. Les butoirs 10,11 sont appliqués sur l'aile 2; ils ont un profil tel que tout contact avec l'aile 1 est évité. L'installation peut également comprendre deux plateaux 20, 21 destinés à serrer l'âme de la poutrelle lors du 15 cintrage; l'utilisation de ces plateaux de serrage étant de rigueur pour l'exécution d'un cintrage classique, elle n'est que facultative dans le cas de la présente invention.Fig. 4 shows the diagram of the installation according to the invention which comprises in particular two fixed stops 40, 41 which are spaced apart and 10 two stops 10, 11 serving to impart force 30 to the wing 2. Force 30 is created by a press, not shown. The stops 10, 11 are applied to the wing 2; they have a profile such that contact with wing 1 is avoided. The installation can also include two plates 20, 21 intended to clamp the core of the beam during bending; the use of these clamping plates being de rigueur for the execution of a conventional bending, it is only optional in the case of the present invention.

Les fig.5 et 6_ représentent des formes d'exécution possibles du pro-20 cédé; dans les 2 cas les forces créées dans l'âme 3 sont uniquement des forces de traction. En fig.5 la pression 30 agit sur l'aile 1 qui délimite le rayon minimum du profilé cintré; il en est de même pour la contre-pression 40, 41. En cas de mise en oeuvre de cette forme d'exécution, il faut donc prévoir un dispositif qui présente 25 deux butées 40,41 dont chacune aura la forme des butoirs 10, 11 représentés en fig.4. Il est bien entendu que ce dispositif sera plus compliqué que celui de la fig.4.Figs 5 and 6_ represent possible forms of execution of the pro-20 transferred; in both cases the forces created in the core 3 are only tensile forces. In fig.5 the pressure 30 acts on the wing 1 which defines the minimum radius of the curved profile; the same applies to the back pressure 40, 41. If this embodiment is used, a device must therefore be provided which has two stops 40, 41 each of which will have the form of the stops 10, 11 shown in fig. 4. It is understood that this device will be more complicated than that of fig.4.

Le mode d'exécution représenté en fig.6 prévoit que l'on exerce la 30 pression 30 sur l'aile 2, qui délimite le rayon maximum du profilé cintré et la contre-pression 40, 41 sur l'aile 1, qui délimite le , rayon minimum du profilé cintré. Dans ce cas précis il faut donc prévoir un butoir et deux butées exécutés comme représenté en fig.4.The embodiment shown in fig. 6 provides that the pressure 30 is exerted on the wing 2, which delimits the maximum radius of the curved profile and the back pressure 40, 41 on the wing 1, which delimits the minimum radius of the curved profile. In this specific case it is therefore necessary to provide a stopper and two stops executed as shown in fig.4.

II faut donc 3 ensembles 10,11 suivant la fig·4.We therefore need 3 sets 10,11 according to fig · 4.

L'exemple spécifique décrit ci-après illustrera la mise en oeuvre du procédé suivant l'invention et les avantages qui en découlent.The specific example described below will illustrate the implementation of the method according to the invention and the advantages which result therefrom.

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Cintrage d’une poutrelle à ailes parallèles, exécuté suivant la forme représentée en fig.2 . longueur............ 30 m 5 . largeur d'aile...... 45 cm . hauteur d'âme....... 93 cm • épaisseur d’aile.... 32 mm . épaisseur d'âme..... 18 mm 10 La contre-flèche à réaliser était de 175 mm.Bending of a beam with parallel wings, executed according to the shape shown in fig. 2. length ............ 30 m 5. wing width ...... 45 cm. core height ....... 93 cm • wing thickness .... 32 mm. web thickness ..... 18 mm 10 The counter-jib to be made was 175 mm.

Il a suffi de 3 passes successives; les points d’attaque étaient espacés d'environ 0.5 m. La force appliquée était de 450 t en chaque point. L'espacement entre les butées fixes était de 5 m. La pres-15 sion exercée sur les plateaux de serrage était de 30 bars.3 successive passes were sufficient; the attack points were spaced about 0.5 m apart. The applied force was 450 t at each point. The spacing between the fixed stops was 5 m. The pressure exerted on the clamping plates was 30 bars.

Il y a lieu de relever qu'il s'est avéré impossible d'effectuer le même travail suivant la méthode classique, étant donné que l'âme se déforma avant que la contre-flèche n'ait atteint les 50 mm, donc 20 moins que le tiers de la valeur désirée, et ceci en dépit du fait que l'on avait poussé la pression de serrage de l'âme au-delà de 150 bars.It should be noted that it proved impossible to perform the same work according to the conventional method, since the core deformed before the counter-jib reached 50 mm, therefore 20 minus than a third of the desired value, despite the fact that the clamping pressure of the core had been pushed beyond 150 bars.

Claims (4)

1. Procédé de cintrage de profilés, notamment de poutrelles en acier en vue de réaliser une contre-flèche donnée et qui prévoit de ma- 5 nière générale une pression et une contre-pression qui agissent dans le sens parallèle â l’âme et vertical par rapport aux ailes, lequel procédé est caractérisé en ce que l'on exerce la pression et la contre-pression de manière à ce qu'elles provoquent dans l'âme uniquement des forces de traction. 101. Method for bending profiles, in particular steel beams in order to produce a given counter-jib and which generally provides for a pressure and a back pressure which act in the direction parallel to the web and vertical with respect to the wings, which method is characterized in that the pressure and the back pressure are exerted so that they cause only tensile forces in the core. 10 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'on exerce la pression et la contre-pression uniquement sur l’aile qui délimite le rayon maximum du profilé cintré.2. Method according to claim 1, characterized in that one exerts pressure and back pressure only on the wing which delimits the maximum radius of the curved profile. 3. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'on exerce la pression et la contre-pression uniquement sur l'aile qui délimite le rayon minimum du profilé cintré.3. Method according to claim 1, characterized in that one exerts pressure and back pressure only on the wing which defines the minimum radius of the curved profile. 4. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'on 20 exerce la pression sur l'aile qui délimite le rayon maximum du profilé cintré et la contre-pression sur l'aile qui délimite le rayon minimum du profilé cintré.4. Method according to claim 1, characterized in that the pressure is exerted on the wing which delimits the maximum radius of the curved profile and the back pressure on the wing which delimits the minimum radius of the curved profile.