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WO 01/10581 cA 02391731 2002-0l-29 pCT/FR00/02221
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PROCEDE DE LIAISON RIGIDE ENTRE UN ELEMENT TUBULAIRE ET UN
ELEMENT PLAN METALLIQUE NOTAMMENT APPLICABLE AUX ECHELLES
ET ANALOGUES
L'invention concerne un procédé de liaison rigide
entre un élément métallique tubulaire et un élément
métallique plan particulièrement applicable au montage en
automatique de barreaux sur des profils ouverts
particulièrement dans le domaine des échelles et escabeaux
en métal ou équivalents.
Dans le domaine des échelles métalliques on entend
par profil ouvert, le profil d'un montant n'ayant qu'une
ossature plane sur laquelle sont solidarisées les
extrémités des barreaux.
Jusqu'ici, la liaison mécanique entre l'extrémité
d'un barreau et un montant métallique à profil ouvert était
couramment obtenue en utilisant des barreaux munis avant
montage d'un premier pli radial servant de butée arrière
sur la face interne du montant lors de l'encastrement du
barreau dans un percement prévu à bonne hauteur dans ledit
montant, coopérant, avec un pli embouti réalisé au montage
de l'échelle sur l'extrémité du barreau pour venir la
contre-serrer sur la face externe du montant. Cette
solution notamment décrite dans la demande européenne
EP.O 733 773, est particulièrement simple mais elle a pour
principal inconvénient d'être difficilement utilisable pour
un montage automatisé des barreaux sur les montants à
profils ouverts ; en effet, il n'est pas possible de
positionner les deux montants et de faire coulisser à
l'intérieur des perçages en regard un barreau unique en
raison des plis d'appui prédisposés aux extrémités du
barreau, comme il a été dit. On notera accessoirement qu'un
tel montage n'assure pas de manière définitive et en tout
cas fiable, une liaison du barreau en rotation sur les
montants à profils ouverts ; ceci peut constituer un
inconvénient dans certaines utilisations.
Toutefois, on connaît encore une autre solution pour
solidariser un élément tubulaire à un montant à profil
ouvert. Dans ce montage, on utilise des barreaux lisses
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pouvant librement coulisser dans les percements convenables
des montants verticaux ; la solidarisation des barreaux à
chaque montant se fait alors obtenue par introduction
forcée d'une pièce métallique à l'extrémité des barreaux
une fois en place sur les montants, procurant un coincement
de chaque barreau à l'intérieur des perçages respectifs sur
les profils ouverts. Contrairement à la solution
précédente, ce montage peut être automatisé, en revanche il
nécessite une pièce supplémentaire pour obtenir la
l0 fixation, ce qui élève notablement le coût de liaison ;
d'un autre côté, la solidité d'une telle liaison reste
relativement aléatoire dans la mesure où l'on joue
essentiellement sur l'élasticité métallique du barreau à
l'intérieur d'une découpe dans le profil ouvert, ce qui
exclu toute résistance à l'effort de cisaillement ou de
basculement du barreau par rapport au montant.
Pour palier tous ces inconvénients il est proposé
selon un objectif général de l'invention un procédé de
liaison rigide entre un élément métallique plan et un
élément métallique tubulaire, d'axe longitudinal
sensiblement orthogonal audit élément plan qui est
remarquable par la succession des étapes suivantes .
- on exécute d'abord un soyage sur l'élément plan
centré au point d'intersection (O) avec l'axe ZZ' de
l'élément tubulaire comprenant une première découpe de
section inférieure et avantageusement homothétique de
l'élément tubulaire puis des découpes radiales, toutes
issues de (O) et s'étendant un peu au delà de la périphérie
de la projection de l'élément tubulaire sur l'élément plan,
en nombre limité pour constituer entre les extrémités de
deux découpes radiales successives une ligne de pliage à
90° et du même côté extérieur de l'élément plan pour chaque
portion de secteur ainsi délimité,
- on introduit par l'autre côté intérieur de
l'élément plan et selon l'axe ZZ', l'élément tubulaire dans
le soyage ainsi obtenu de façon à ce qu' il dépasse le bord
externe des secteurs pliés à angle droit d'une distance un
peu inférieure à la hauteur de pliage desdits secteurs,
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- on repousse ensuite vers l'extérieur la paroi à
l'extrémité de l'élément tubulaire ainsi positionné pour la
replier vers l'arrière en direction de l'élément plan
jusqu'à venir entourer par l'extérieur les secteurs du
soyage maintenus le long de l'élément tubulaire, c'est-à-
dire à angle droit par rapport à la face extérieure de
l'élément plat,
- on repousse enfin dans le même sens l'ensemble
précédent par un nouveau pliage de 90° en direction de
l0 l'élément plan amenant les secteurs dans un plan parallèle
audit élément avec lequel ils forment une première gorge
en U pour contre-serrer fermement l'extrémité de l'élément
tubulaire deux fois retroussée pour former une deuxième
gorge en U inversé et imbriqué dans la première gorge.
Dans ce qui précède, on entend par soyage l'opération
par laquelle on obtient le perçage d'une plaque en principe
métallique, consistant à effectuer à partir d'un point
central du perçage, des découpes radiales déterminant entre
elles des secteurs que l'on rabat orthogonalement au moins
pour délimiter une ouverture correspondant au perçage
souhaité.
Selon l'invention, on comprend facilement que la
fixation obtenue par le procédé de l'invention, en double U
imbriqué, procure une tenue mécanique remarquable entre
l'élément tubulaire et l'élément plan dans toutes les
directions de l'espace sans qu'il soit nécessaire de
recourir à une troisième pièce de liaison et pas davantage
à un pré-pliage des éléments tubulaires qui limite comme on
l'a vu, le montage en automatique notamment dans les
applications aux échelles ou escabeaux.
D'autres caractéristiques et avantages ressortiront
mieux de l' exemple qui va être donné pour la mise en ouvre
du procédé conforme à l'invention appliqué à titre
d'exemple non limitatif à la fabrication d'échelles
métalliques à montants ayant un profil ouvert et ce, en
référence aux dessins sur lesquels .
- la figure 1 est une représentation en perspective
partielle et en élévation d'une liaison conforme à
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l'invention montrant dans une coupe partielle la liaison
entre le montant vertical à profil ouvert et un barreau
lisse horizontal,
- les figures 2 et 3 montrent en coupe latérale
verticale (2~,3~) et en vue de face (2b_,3~) une vue
partielle de l'élément plan sur lequel on a opéré un soyage
destiné à recevoir un barreau lisse de section carrée,
la figure 4 est une demi-vue partielle en élévation
et en coupe de la première étape d'assemblage d'un barreau
l0 lisse dans le soyage exécuté comme dans les figures
précédentes sur un élément plan,
- la figure 5 représente la derniëre étape du procédé
conforme à l'invention par laquelle la fixation rigide est
obtenue.
En référence aux figures et notamment à la figure 1,
il sera décrit un exemple particulier de liaison rigide
entre un barreau lisse 1 et le montant vertical 2 à profil
ouvert par exemple d'une échelle métallique dont bien
entendu, tous les barreaux seraient fixés de la même
manière aux deux montants verticaux à profil ouvert.
Conformément aux figures 2 et 3 il sera maintenant
décrit une réalisation particulière d'un soyage effectué
préalablement à la liaison rigide sur un montant vertical 2
à hauteur convenable (point O) pour recevoir un barreau 1.
A cet effet et comme représenté sur les figures 2, le
montage d'un barreau 1 prévu pour que son axe
longitudinal ZZ' coïncide avec le point O du montant 2
comprend d'abord l'exécution d'un soyage tel que défini en
préambule . centré sur le point O, il est d'abord procédé à
une découpe centrale 3 par exemple homothétique du
barreau 1 mais de section plus petite ; le côté du carré de
la découpe 3 sera pris dans cet exemple, égal à la moitié
du côté du barreau lisse 1 représenté sur les figures 2
et 3 de manière virtuelle en pointillés 11 en position
telle qu'elle est souhaitée.
I1 est ensuite procédé à quatre découpes radiales 4
centrées toutes sur le point O et se prolongeant suivant
les deux diagonales de la découpe 3 pour s'étendre
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légèrement au delà de la périphérie de la projection en
pointillé 11 du barreau lisse 1 qui doit rester inscrit
dans le carré déterminé par les quatre extrémités A,B,C,D
des découpes radiales 4 déterminant entre-elles des
portions de secteurs 5 dont les bases sont successivement
les lignes AB, BC, CD et DA.
En référence aux figures 3 il sera alors procédé à
une première opération de pliage consistant à amener les
portions de secteur 5 en position horizontale (suivant
l0 flèche F figure 3_a) c'est-à-dire sensiblement à 90° de la
face extérieure 21 du montant vertical 2, le pliage
s'effectuant suivant les lignes reliant les extrémités de
deux découpes radiales 4 successives c'est-à-dire dans
notre exemple suivant les lignes AB, BC, CD, et DA.
I1 va de soi que le soyage effectué sur un montant
vertical 2 qui vient d'être décrit pour accueillir un
barreau lisse 1 de section carrée serait facilement adapté
par l'Homme de l'Art à toutes formes de barreaux tels que
barreaux à sections circulaires ou polygonales ; seul le
nombre de radiales 4 serait alors différent, le principe
général du procédé qui va être maintenant exposé, restant
naturellement le même.
Conformément à la figure 4, on introduit ensuite de
préférence par le côté intérieur 22 du montant vertical 2
et selon l'axe ZZ', le barreau lisse 1 dans le soyage tel
que décrit ci-dessus. Le barreau 1 est introduit dans le
sens de la flèche I de la figure 4 dans le soyage de telle
manière que son extrémité 6 (à droite sur la figure 4)
dépasse l'extrémité distale A'B', B'C', C'D', D'A' des
portions de secteurs 5 tels que pliés à angle droit dans
les étapes précédentes ; l'extrémité 6 du barreau 1 est
positionnée par rapport à la ligne du bord A'B' d'un
secteur 5 d'une valeur un peu inférieure à la hauteur de
pliage desdits secteurs 5, équivalent à la distance entre
les deux lignes AB et A' B' , etc ...
On repousse ensuite par un outil classique
d'emboutissage disposé à l'extrémité 6 du barreau 1, la
paroi de ce dernier de telle manière qu'elle soit
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retroussée vers l'extérieur du barreau comme indiqué par la
flèche G de la figure 4 ; le repoussement de la matière
s'effectue jusqu'à amener la paroi du barreau 1 autour et
au dessus des secteurs 5 qu'elle vient donc totalement
entourer par un pliage à 180° vers l'arrière, c'est-à-dire
en direction de la paroi extérieure 21 de l'élément
vertical 2.
En référence à la figure 5 on repousse enfin et dans
le même sens que précédemment par un outil adapté que
maîtrise parfaitement l'Homme du Métier, l'ensemble
précédemment obtenu et montré sur la figure 4 grâce à un
nouveau pliage de 90°, figuré par la flèche H sur la
figure 5, toujours en direction du montant vertical 2 ce
qui a pour effet d'amener les secteurs 5 dans un plan
sensiblement parallèle audit montant 2 avec lequel
d'ailleurs il forme une première gorge en U entre les
branches duquel l'extrémité 6 du montant 2, deux fois
retroussée comme il vient d'être dit, vient s'imbriquer
pour former une deuxième gorge en U inversé, assurant ainsi
un contre-serrage de l'ensemble sur la paroi extérieure 21
du montant vertical 2.
De cette façon on obtient une liaison extrêmement
rigide puisque le barreau 1 se trouve alors solidarisé au
montant 2 non seulement dans son axe longitudinal ZZ' mais
encore en rotation autour du même axe et naturellement dans
les plans verticaux et plus spécialement en basculement ou
en cisaillement du barreau par rapport au montant 2, ce qui
n'était obtenu précédemment qu'au prix d'une pièce
complémentaire de liaison comme il a été dit.
On comprend bien qu'un tel procédé constitue un
avantage décisif notamment lorsqu'il est appliqué au
montage en automatique des barreaux 1 d'échelles, escabeaux
ou analogues dont les montants 2 sont à profil ouvert
puisqu'il suffit alors de préparer les deux montants en
effectuant les soyages au point de liaison de chaque
barreau comme il a été dit précédemment, d'introduire
ensuite lesdits barreaux prédécoupés à la dimension voulue
et avantageusement lisses 1 au travers des soyages en
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correspondance en s'étendant vers l'extérieur des
montants 2 en regard, d'effectuer enfin le double
retroussage des extrémités 6 de chaque barreau 1 pour
obtenir une liaison définitive avec les montants 2 telle
que décrite plus haut.
