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La Société dite : HERMANN FORSTER AG à Arbon (Suisse) "Profilé composite en tubes métalliques réunis métalliquement, comportant un matériau isolant intermédiaire, pour des châssis d'éléments de parois, de portes et de fenêtres et procédé pour sa fabrication"
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L'invention a pour objet un profilé composite en tubes métalliques réunis entre eux par des tiges métalliques et comprenant un matériau isolant intermédiaire résistant au feu et à la température, pour la confection de châssis d'éléments de parois, de portes et de fenêtres ; elle concerne aussi un procédé pour la fabrication d'un tel profilé.
On a déjà proposé des profilés composites de ce type, dans lesquels deux tubes d'acier et une plaque de matériau isolant serrée entre eux sont réunis au moyen de vis ou de rivets traversants. Les vis ou rivets prévus traversent chaque fois les deux parois intérieures de tubes qui sont opposées entre elles. Mais, pour l'introduction des vis ou rivets, il faut que la paroi extérieure au moins de l'un des tubes soit munie de trous relativement grands.
Ceci exige un travail véritablement compliqué au moment de l'assemblage du profilé. A cela s'ajoute que les grands trous visibles extérieurement sur les tubes doivent être masqués par des profilés de recouvrement supplémentaires.
La présente invention propose par contre un profilé composite du type connu et un procédé pour sa fabrication, qui permettent d'éviter les défauts indiqués ci-dessus.
Dans ce but, le profilé composite conforme à l'invention est caractérisé en ce que les deux tubes métalliques en matériau soudable sont réunis entre eux par des tiges métalliques qui sont en matériau soudable et qui traversent la couche isolante intermédiaire, ces tiges étant fixées à leurs deux extrémités par soudage à la paroi des tubes tournée vers la couche isolante. Les tiges, qui sont par exemple des tiges pleines ou des tronçons de tubes, ne traversent ni l'espace creux du tube ni la paroi extérieure du tube ; de cette façon, en particulier, aussi bien les profilés de recouvrement masquant la paroi visible des tubes métalliques que le perçage des parois de tubes pour la traversée des vis ou des rivets sont supprimés.
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Pendant la fabrication d'un tel profilé composite, les profilés métalliques sont tenus à un écartement dépassant la cote nominale, les tiges métalliques qui présentent une surlongueur correspondante étant introduites, à une certaine distance les unes des autres, entre les tubes et perpendiculairement à ceux-ci, ces tiges métalliques étant ensuite fixées en même temps par soudage par résistance aux parois intérieures des deux tubes, au moyen d'électrodes apposées sur les parois extérieures des tubes, de sorte que la longueur de ces tiges est réduite à la distance nominale.
La mise en place des tiges métalliques peut se réaliser au moyen de la couche isolante conçue comme une bande perforée d'une épaisseur correspondant à la distance nominale, les trous de cette couche isolante recevant les tiges métalliques ; ou bien on peut utiliser pour cela un outil approprié. Dans ce dernier cas, l'introduction de la couche isolante se réalise ensuite avantageusement par coulée ou injection de mousse dans l'espace intermédiaire restant entre les tubes métalliques.
On donnera maintenant, sans intention limitative et sans exclure aucune variante, une description de plusieurs exemples d'exécution ; on se reportera aux dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 est une vue de côté schématique d'un dispositif pour la fabrication d'un profilé composite suivant l'invention ; - la figure 2 est une vue de dessus à plus grande échelle d'un outil, en deux parties représenté à l'état fermé, de mise en place des tiges métalliques- - la figure 3 montre à l'état ouvert une partie de l'outil de la figure 2 ;
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- figure 4 est une vue en coupe transversale du poste de soudage du dispositif de la figure 1 - figure 5 est une vue en coupe transversale, analogue à la figure 4, d'une variante du dispositif ;
- la figure 6 est une vue de côté schématique d'un deuxième exemple d'un dispositif pour la fabrication du profilé composite ;
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- la figure 7 est une vue de dessus schématique du dispositif de la figure 6 ; - la figure 8 est une vue de côté à plus grande échelle d'un détail de la figure 7, montrant un moyen d'alimentation en barres - la figure 9 est une vue en coupe transversale à plus grande échelle du poste de soudage du dispositif avec une partie du moyen d'alimentation de la fig. 8 - la figure 10 est une vue en coupe transversale du poste de remplissage du dispositif des figures 6 à 9, pour l'insertion de la couche isolante.
Le dispositif représenté sur la figure 1 comprend un transporteur à rouleaux d'entrée 1 et un transporteur à rouleaux de sortie 2 avec un poste de soudage 3 placé entre les deux. Aux transporteurs à rouleaux d'entrée et de sortie 1 et 2 sont affectés des galets de guidage latéral 4. Le poste de soudage se compose d'une électrode de soudage inférieure fixe 5a et d'une électrode de soudage supérieure 5b, qui peut être montée et descendue hydrauliquement ou pneumatiquement. Avec ce dispositif, les deux tubes métalliques 6, qui sont avantageusement en acier et qui ont une section rectangulaire, sont mis, avec des tiges métalliques intermédiaires 7, avantageusement en acier aussi, à l'aide de l'outil porteur 8, sur le transporteur d'entrée et entraînés pas a pas, en passant par le poste de soudage 3, vers le transporteur de sortie 2.
L'outil représenté sur les figures 2 à 4 est en deux parties ; ses deux parties 8a, 8b, qui engrènent l'une avec l'autre, sont tenues ensemble en position fermée (fig.
2) par des vis de serrage 8c. Les tiges métalliques 7 sont tenues dans des évidements dentés des parties d'outil 8a, 8b. Ces deux parties, dont l'épaisseur correspond au plus à la distance nominale entre les tubes métalliques, sont tenues à la bonne position, au moyen de brides latérales 8d, sur le tube métallique inférieur 6. Les tiges métalliques 7, qui sont disposées à des distances longitudinales régulières et avec un décalage latéral alternatif entre elles, sont plus longues-d'une cote déterminée à l'avance-que la
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distance nominale entre les deux tubes métalliques 6.
Cette surlongueur des tiges métalliques 7, dont les extrémités frontales sont utilement arrondies légèrement ou chanfreinées en cône, correspond au raccourcissement des tiges qui se produit pendant le soudage. La descente de l'électrode de soudage supérieure mobile 5b entraîne le soudage par résistance des tiges 7 qui sont dans le champ d'action des électrodes 5a, 5b. Comme l'échauffement des points de contact des tiges avec les tubes métalliques s'étend aussi aux tiges voisines non soudées 7, qui ne sont pas encore directement entre les électrodes, celles-ci aussi se raccourcissent déjà légèrement. Cela empêche un pliage possible du tube métallique supérieur 6, quand l'électrode supérieure descend à la cote de distance nominale.
Ensuite l'unité composée des tubes 6 et de l'outil 8 portant les tiges 7 se déplace d'un pas correspondant à chaque longueur de soudage, jusqu'à ce que toutes les tiges 7 soient soudées aux deux tubes 6.
Puis l'outil 8 s'ouvre et ses parties s'écartent latéralement de l'ensemble constitué par les tubes et les tiges.
Dans l'espace intermédiaire restant entre les tubes, on insère maintenant la couche isolante, par exemple par introduction de parties de bandes correspondantes ou encore par coulée ou injection de mousse.
Dans une variante de ce procédé de fabrication, on utilise, comme outil pour introduire les tiges métalli- ques 7, la couche isolante 18 elle-même, réalisée en bande, à l'épaisseur nominale (figure 5). Elle est prévue avec des trous adéquats, dans lesquels les tiges métalliques ayant la surlongueur voulue sont introduites pour coulisser avec serrage. L'avance et le soudage pas à pas des tiges métalliques 7 avec les tubes 6 se font alors comme décrit plus haut. Le recul consécutif de l'outil est supprimé, de sorte que le profilé composite fini quitte le transporteur de sortie 2.
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Le dispositif représenté sur les figures 6 à 10 correspond, avec les différences suivantes, à celui de la figure 1, les mêmes éléments étant désignés par les mêmes références. L'outil d'introduction des tiges métalliques 7 est composé ici de deux chaînes de transport 28, munies d'entraîneurs et circulant pas à pas. Ces chaînes seront décrites en détail plus loin. Pour permettre l'introduction des tiges 7 présentant une surlongueur, le tube métallique supérieur 6 doit, dans la zone du guidage des tiges, rester soulevé à la distance nécessaire par rapport au tube métallique inférieur arrivant, sur le transporteur d'entrée 1, au poste de soudage 3. Ceci est obtenu à l'aide d'un étrier 10 comprenant un galet de pressage 10a et attaquant par en dessous le tube métallique supérieur 6..
Les axes d'articulation 29a des deux chaînes de transport latérales 28 coopèrent, aux endroits de renvoi, avec des pignons d'entraînement 30 ayant des entailles périphériques 30a et ils se déplacent entre ces pignons dans des glissières longitudinales 31. Sur chaque maillon 29b est fixé un mors de serrage 32a d'une pince d'entraînement, dont le deuxième mors mobile 32b est un bras d'un levier double 32 qui est monté pivotant avec une amplitude limitée sur le maillon 29b, autour d'un axe transversal 33.
Les nez des deux mors de serrage 32a, 32b sont entaillés selon le profil en coupe transversale des tiges métalliques 7. Le bras intérieur coudé du levier double 32 est muni d'un taquet 34, qui est appliqué contre une glissière 36 par un ressort 35 s'appuyant sur le maillon 29b. Dans la zone comprise entre les pignons d'entraînement 30, cette glissière 36 s'étend parallèlement à l'itinéraire des tubes métalliques 6 passant entre les deux chaînes, c'est-à-dire sur le côté dirigé vers cet itinéraire, à une distance latérale de la ligne de pose prévue des tiges métalliques 7 telle que les entailles des mors de serrage des pinces d'entraînement 32a, 32b de ce brin intérieur de chaîne se trouvent sur cette ligne et sont fermées.
Par contre, aux points de renvoi des chaînes de transport 28, la glissière
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36 a, en ce qui concerne la piste circulaire des maillons 29b renvoyés par les pignons de commande 30 et donc des axes de pivotement 33 des leviers doubles 32, un tracé tel que les pinces d'entraînement s'ouvrent, dans la zone des pignons de commande 30 placés du côté de la sortie, sous l'action du ressort 35 et se ferment dans la zone des pignons de commande 30 placés du côté de l'entrée, tandis qu'elles restent ouvertes sur le côté opposé à l'itinéraire des tubes.
Quand ce dispositif fonctionne pas a pas, des tiges"7 sont conduites par des moyens non représentés aux pinces d'entraînement ouvertes et opposées à l'itinéraire a.
Par un déplacement adéquat des chaînes 28, les pinces se ferment au point de renvoi qui est sur le côté de l'entrée ; elles entraînent alors les tiges 7 en deux rangées décalées l'une par rapport à l'autre, entre le tube métallique inférieur et le tube supérieur 6 tenu à une distance suffisante par l'étrier 10, en même temps que les deux tubes avancent d'un pas correspondant vers et/ou dans le poste de soudage. A la suite du soudage, aussi bien les tubes 6 que les chaînes 28 avancent d'un pas, de sorte que le groupe suivant de tiges à souder se trouve dans la zone du poste de soudage.
Comme on l'a indiqué, les pinces d'entraînement s'ouvrent juste avant le point de renvoi antérieur des chaînes dans le sens du déplacement a, de sorte que, par la suite, les pinces peuvent se détacher sans obstacle des tiges 7 soudées sur les tubes 6 et quitter le trajet de déplacement rectiligne de celles-ci.
L'ensemble ainsi créé à partir des deux tubes 6 fixés ensemble par des tiges 7 est alors serré, comme on le voit sur la figure 10, au moyen d'étriers de serrage 37, dans un support 38 rendu étanche dans le bas. L'espace intermédiaire entre les tubes 6 est alors garni avec un matériau isolant 39 qui peut être coulé, les tiges 7 étant complètement noyées ; après le durcissement du matériau isolant, le profilé composite est prêt pour un autre traitement.
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Il va de soi que le nombre, la disposition, la forme et les dimensions des tiges de liaison, qui sont avantageusement en un bon acier soudable, peuvent être choisis librement suivant les exigences. C'est ainsi qu'au lieu des tiges rondes dessinées 7, on peut choisir, comme tiges de liaison, des tiges qui ont d'autres profils ou des morceaux de tube correspondants. Il en est de même pour le choix du matériau isolant à utiliser. Par exemple des produits à base d'amiante, des panneaux de particules liés au ciment, des panneaux de plâtre ou du mortier de plâtre'se sont révélés adéquats. Mais la couche isolante peut aussi être formée par une masse ignifuge à intumescence.
Dans chaque cas, le procédé de fabrication décrit conduit à un profilé composite dont les tubes ne présentent aucune sorte de trous traversants et dont les espaces creux ne sont traversés par aucune partie des tiges de liaison ; des profilés destinés à recouvrir les parties de tiges traversantes ou des trous de passage à travers les parois ne sont pas nécessaires ; de même le procédé peut être automatisé de manière simple.