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RYLONE HYPERBOLIQUE.
La présente invention a pour objet un nouveau pylône métalli- que ou même en bois pouvant être réalisé à l'aide de matériaux se trouvant couramment dans le commerce, ce pylône étant eu égard à sa grande rigidité et particulièrement son extrême résistanceà la torsion très léger et con- séquemment économique à solidité égaleo t, ,'s léger con-
Conformément à l'inventions le pylône est constitué par deux systèmes tronconiques conjugués de tiges rectilignes placés l'un dans l'au- tre et retordus l'un par rapport à l'autre, l'un dextrorsum et l'autre si- nistrorsum,
de façon que ces deux systèmes tronooniques forment contreven- tement mutuel simplement en prévoyant une jonction matérielle entre les ti- ges les deux systèmes en leurs points de croisement respectifs.
La construction de pylônes selon l'invention utilise ainsi les propriétés des hyperboloïdes de révolutiono
Diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent @ d'ailleurs de la description détaillée qui suit., donnée en se référant aux dessins annexés dans lesquels: @
La fige 1 est une élévation latérale d'un pylône conforme à l'invention.
La figo 2 est un plan correspondant.
La figo 3 est un schéma horizontal et la figo 4 un schéma ver- tical illustrant le travail de pyl8ne.
La figa 5 montre en plan schématique la disposition relative
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des deux systèmes constructifs du pylône.
La figo 6 est une coupe longitudinale d'un raccord de tubes.
La figo 7 est une vue en perspective représentant le raccord terminé..
Suivant les figo 1 et 2, dans lesquelles un pylône selon l'in- vention est réduit schématiquement aux lignes axiales de ses tiges constitu- tives, les tiges 1, 2, 3, 4, 5, 6, du premier système, figurées en traits pleins., joignent obliquement la grande circonférence de base inférieure à la circonférence de base supérieure, à la manière de tiges figurant les gé- nératrices de l'hyperboloïde dont les cercles correspondants sont deux sec- tions droites, tiges dont on aurait tordu le faisceau en faisant tourner autour de l'axe vertical de l'hyperboloide l'un des cercles par rapport à l'autre, la torsion dextrorsum fournissant le faisceau de tiges de l'un des systèmes et la torsion sinistrorsum fournissant l'autre système 1', 2', 3',
4', 5',
6' représenté en traits interrompuso
La silhouette formée par le contour apparent est celle d'une sorte de corset délimité par deux hyperboles placées symétriquement de part et d'autre de l'axe verticalo Si l'on imprime à l'une des circonférences par exemple la circonférence supérieure une rotation d'amplitude convena- ble pour que les génératrices soient placées dans une position telle que leurs projections horizontales soient tangentes à la projection de cette petite circonférence supérieure - et il suffit pour cela qu'une seule le soit - la collerette alors constituée par cette petite circonférence se trouvera être la section droite la plus petite qu'on puisse obtenir dans l'ensemble de la surface obtenue par la torsion ci-dessus indiquée.
Dans ce cas, si on donne à la petite circonférence une rotation inverse, les pro- jections des cordes. génératrices seront à nouveau tangentes à la projec- tion de la collerette, et par une amplitude de torsion convenable on pour- ra par exemple amener ces tangentes à être dans le prolongement respectif des précédenteso Celles-ci forment l'un des deux systèmes, les nouvelles forment l'autre système.
Si l'on considère une tige en particulier, et toutes les au- tres tiges jouiront des mêmes propriétés car elles jouent des rôles iden- tiques, on constate qu'elle croise sur toute sa longueur un certain nombre de tiges de l'autre systèmeo En faisant des noeuds de jonction en ces di- vers points de croisement, la surface réalisée se trouvera contreventée, c'est-à-dire fixée au point de vue de la torsions empêchée qu'elle est par le faisceau du système dextrorsum de tourner davantage vers la droite et par le tasseau sinistrorsum de tourner davantage vers la gauche.
On utilisera dans la constitution de ces pylônes de préféren- ce des tubes métalliques ou, le cas échéants des barres pleines pouvant ré- sister à l'affaissement et à l'inclinaison latérale éventuelle; en tout cas d'une façon générale., des tiges rigides capables de résister aussi bien à la compression, la flexion et la torsion, qu'à la tractions de sorte qu'un tel p ône par sa simple ossature y compris si l'on veut, des entretoise- ments ou croisillonnements complémentaires,se suffit à lui-même sans qu'il soit dans son ensemble ou dans ses divers compartiments ou panneaux d'un rempli ge quelconque par exemple en ciment.
Aux fig. 3 et 4, on considère un couple de tiges conjuguées, l'une dextrorsum @@ ac1, l'autre sinistrorsum A'B, a'c1. On prend pour plan de la projection verticale (fig. 4), le plan axial qui contient la ver- ticale cc1 des centre la base inférieure et de la collerette, et qui est mené parallèlement au plan des axes des deux tiges conjuguées. Ces axes I 1 des deux tiges se projettent en vraie grandeur suivant ac1 et a'c1. Si
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l'ensemble pouvait s'incliner latéralementvers la droite par exemple.' ce ne pourrait l'être, en vertu de l'effet de contreventement contre la torsion ci-dessus expliqué., que par un abattement parallèle au plan verticale con- tenant l'axe de la tige AB, ac1.
L'extrémité de cette tige rigide restant forcément à distance fixe de son pied immobile Aa viendrait dans le plan vertical AB, de manière à se projeter verticalement en b' par exemple (ce point b' étant fixé par la longueur ab' = ac1). Mais alors, la tige conjuguée devrait venir en a'b',; ce qui estimpossible à moins d'un rac- courcissement de a'c1 en a'b', raccourcissement qui ne se produira pas si la tige a été calculée assez forte pour résister à la déformation par pression excessive ou par flambageo
Dès lors, il n'y a ni torsion possible, ni affaissement, ni déversement latéral et l'ensemble se tiendra donc rigidement comme un bloc entièrement solide.
Mais une difficulté se présentée Les tiges ne sont pas rédui- tes à leur axe géométrique, en faits elles ont une certaine épaisseur; elles se contrarieront donc aux points de croisement en'cherchant à se co-pénétrer dans l'épaisseur les unes des autreso On pourra consentir un certain cin- trement des génératrices aux points de croisements cintrement qui aura même davantage de contribuer à la rigidité-générale en utilisant le frottement mutuel des génératrices pour concourir à leur fixation ou blocage réciproque.
Si l'on veut aboutir à'une construction qui évite de les fausser en les cintrant exagérément aux divers points de jonction, on pourra réaliser les deux systèmes dextrorsum et sinistrorsum avec une certaine indépendance l'un de l'autre conformément à la figo 5 qui représente l'écartement de ces deux systèmes exagéré pour plus de clartéo
En appelant D le diamètre schématique initial de la grande base inférieure et d celui de la collerette supérieure, si les tiges uti- lisées sont des tubes de diamètre extérieur e, on fixera ces tubes en distribuant - pour ceux de l'un des systèmes, les pieds de leurs axes sur une grande base de diamètre D + e et les têtes de ces axes sur une colle- rette de diamètre d + e.
Pour les tubes de l'autre systèmes les pieds des axes seront répartis sur une grande base de diamètre D - et leurs têtes sur une collerette de diamètre d - e. Le corset des tubes externes, sans pouvoir coiffer exactement le corset des tubes internes en se moulant strictement sur lui, s'y adaptera tout de même à très peu de chose près, au prix d'une très légère contrainte pratiquement réalisable sans difficul- té.
Par exemples si la hauteur de la collerette au-dessus de la grande base est de 12 mo avec une base moyenne de 7 mo de diamètre et une collerette moyenne de 1,83 mo de diamètre et que les tubes aient un dia- mètre de 6 cm., le point où la contrainte serait maximum se trouverait à 4,65 mo en dessous de la collerette, et les tubes tendraient en ce point à entrer l'un dans l'autre d'une profondeur de 16 mmo Ils auraient ainsi une incurvation de 1,3 pour 1000 l'un par rapport à l'autre ou 0,65 pour 1000 chacun par rapport à la ligne moyenne. Si ces tubes étaient des tu- bes d'acier de 6 cmo extérieur et 5 cmo intérieur, l'effet total de flexion correspondant serait d'une quinzaine de kgo à peineo La contrainte est réellement insignifiante et la solution effective pratiquement conforme à la pure solution géométrique.
Chaque croisement sera consolidé par un moyen quelconque., par exemple tout simplement en traversant l'ensemble des tubes qui se ren- contrent par un goujon maintenu par un écrou.
Les tiges peuvent être, soit arrêtées au-dessous de la colle-
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rette, qui est la section droite minimum soit prolongées au-dessus.
Si d'ailleurs dans le cas demploi de tubes la longueur '4 uti- liser dépasse les longueurs commerciales courantes, il est facile de réali- ser telle longueur continue qu'on voudra en ajustant bout à bout les tubes successifs par le moyen, à chaque reboutement, d'un mandrin M de préfé- rence tronconique à chaque extrémité,emmanché à force., partie dans l'ex- trémité B de l'un des tubes et partie dans l'extrémité B' du suivant (figo 6) avec, si l'on veut la précaution supplémentaire de manchonner le raboutement par un collier de serrage C (figo 7). Une telle disposition fera qu'aux divers raboutements la consolidation sera au moins aussi solide que chacun des tubes constitutifs.
Un tel collier de serrage pourrait dans la pratique indus- trielle être constitué d'éléments commerciaux tels que des "fers en quart de rond" lesquels pourraient s'ajuster exactement sur les génératrices en intercalant au besoin une feuille de tôle pour combler 1?intervalle entre le diamètre extérieur de la génératrice et le diamètre intérieur du quart de rond pris au gabarit commercial le plus proche. Cette disposition per- met même de rattraper les différences locales de diamètre de la génératrice si elle est ovale au lieu d'être exactement circulaire, par des feuilles partielles de tôle individuellement adaptées aux zones correspondantes de la génératrice.
En faisant les épures ou effectuant les calculs, on constate que, à moins de répartir autour des bases un nombre pratiquement trop abon- dant de génératrices (ordinairement des tubes), le premier croisement au- dessus de la base inférieure est en général aux environs de la demi-hauteur entre les deux bases, ce qui peut être excessif et avec des tubes de dia- mètres courants., risquer d'amener du flambage. L'installation d'un cercle matériel vers le milieu de la hauteur du premier croisement résoudra en général la difficulté.
A ce cercle peut d'ailleurs être substitué un poly- gône constitué par des côtés rectilignes transversaux reliant les généra- trices successives, côtés qui, pour faciliter l'approvisionnement et le stockage et le montage, peuvent être eux-mêmes faits du même type de tu- bes ou de barres que les génératrices des deux systèmes conjugués. Bien entendu, au lieu d'une couronne circulaire ou polygonale intercalaireon peut en utiliser plusieurs.
Bien entendu encore les noeuds de croisement situés à une même hauteur au-dessus de la base seront réunis par une solide plate-forme de con- treventement susceptible d'ailleurs de porter diverses installations.
Le pylône ainsi construit a la même solidité qu'un pylône clas- sique qui serait composé d'un nombre égal de montants de même section, éga- lement inclinés et joignant des bases respectivement égales et également distants l'un de l'autre, c'est-à-dire une même hauteur de pylône.
Et il y a de plus une résistance considérable à la torsion ce qui' se conçoit aisément d9après les explications données plus haut à propos des figures 3 et 40 Dans l'ensemble, il y a les avantages essentiels :
1 ) de présenter une simplification idéale de jonction aux divers points de croisement;
2 ) d'économiser la quasi totalité des barres transversales et des croisillons de contreventement que nécessitent les pylônes classiques, donc d'épargner la complication de leurs assemblages et de leur installation;
3 ) d'économiser leur poids;
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4 ) de présenter une simplicité et donc une économie d'approvisionnement exceptionnelles des matériaux constitutifs de la construction, tous réduits à un type uniforme pour les génératrices, et même si l'on veut pour la plus grande partie des entretoisementso Inversement, si on ne tient pas à l'uni- formisation des dimensionson peut réaliser les diverses sections ou éta- ges du pylône en tubes ou barres de diamètres extérieurs différents ou d'épaisseurs différentes par exemple en vue de former du pylône un solide d'égale résistance ou sensiblement;
5 ) de procurer une extrême rigidité et surtout une résistance excep- tionnelle à la torsion.
6 ) de neutraliser les différences de dilatation thermique sur les cô- tés du pylône exposés à l'insolation et les côtés opposée, puisqu'ici les diverses génératrices étant obliques par rapport à la verticale et d'autre part fuyantes de l'avant à l'arrière ou inversement depuis leur pied jus- qu'à leur sommet, l'effet total de l'insolation aboutit finalement à sou- lever la plate-forme supérieure à peu près parallèlement à elle-même, au lieu de soulever uniquement la partie avant fortement insolée., relativement à la partie arrière moins directement insolée, ce qui est le cas des pylô- nes classiques ordinaires;
7 ) de fournir au sommet une plate-forme de dimensions notables per- mettant d'y loger des installations importantes ;
8 ) un tel pylône permet l'installation facile d'un monte-charge cen- tral, soit directement, soit par un subterfuge simplement. Par exemple, un pylône hyperbolique à 12 génératrices en deux nappes de 6 fournit des plates-formes à 6 noeuds de jonction qu'on réunit par deux triangles entre- croisés laissant entre les barres d'entrecroisement un notable espace cen- tral disponible. Facilité analogue avec 10 génératrices en deux nappes de 5. Avec 6 génératrices en deux nappes de 3, on réalise directement un triangleo Avec 8 génératrices en deux nappes de 4 qui donnent des carrés, il suffit de ménager dans la partie centrale un carré plus petit, ou un losange, ou tout autre quadrilatère, dont chacun des quatre coins est relié par deux tiges aux deux extrémités d'un même côté de la plate-forme carrée.
Dans tous les cas, on réalise une triangulation indéformable avec évidement centrale
9 ) En jouant des caractéristiques d'implantation des génératrices sur la base, du rapport entre le diamètre de la base et celui de la collerette, etc.., on peut obtenir des propriétés utiles spéciales. Par exempleavec 8génératrices en deux nappes de 4, on peut disposer deux génératrices con- sécutives (l'une dextrorsum, l'autre sinistrorsum) de manière qu'elles soient parallèles et par suite aussi les deux suivantes, ce qui ménage deux passa- ges à angle droit, sortes de couloirs, dans lesquels si le pylône est im- portant on peut faire circuler des véhicules tels qu'une grue roulante, un camion, une rame de wagons, etc.
REVENDICATIONS.