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CA 02582042 2007-03-29
WO 2006/053449 PCT/CH2005/000400
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Gabarits poùr la confection d'assemblages
pour poutraisons en bois.
La présente invention concerne un dispositif, un ensemble ou un
set comprenant des gabarits utilisés pour la confection de tenons et
mortaises en queues d'aronde, destinés à l'assemblage de pièces de
poutraisons en bois.
Dans le domaine de !a charpente, les assemblages couramment
utilisés consistent en des tenons et mortaises droits. La réalisation d'un
tenon droit est problématique en ce qu'il est nécessaire d'utiliser soit une
tenonneuse de charpente stationnaire de coût élevé, soit une scie
circulaire portative nécessitant plusieurs opérations manuelles et dont le
résultat final manque de précision. Un tenon et une mortaise droits
exécutés sur des pièces de charpente sont encastrés l'un dans l'autre en
présentant sur le même plan l'extrémité de la pièce de charpente
pourvue du tenon droit contre la face de l'autre pièce pourvue de la
mortaise. Cet encastrement nécessite l'écartement des deux pièces de
charpente, d'au moins la valeur de la longueur du tenon droit, pour que
celui-ci puisse s'enfiler dans la mortaise. De plus, un tenon droit peut
sortir de la mortaise tant que l'assemblage n'est pas chevillé ou
maintenu par un autre moyen technique. Un assemblage à tenon et
mortaise droits n'est par définition pas auto serrant.
Une autre technique d'assemblage utilisé dans le domaine de la
charpente consiste en un tenon et une mortaise en forme de queue
d'aronde, s'insérant l'un dans l'autre de façon auto serrante et dont la
réalisation à ce jour est exclusivement possible par une machine à
commande numérique pour la taille de la charpente et dont le coût est
extrêmement élevé. Une telle machine est destinée à produire des
assemblages de poutraisons préfabriqués en usine ; vu ses dimensions,
elle n'est pas destinée à fonctionner sur un chantier de construction.
Une autre manière courante de réaliser des assemblages de
charpente passe par l'utilisation de connecteurs métalliques rapportés et
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fixés sur les pièces de charpente. La majorité des connecteurs
métalliques comprennent une pièce mâle et une pièce femélle qui sont
destinées à s'encastrer l'une dans l'autre. Ces connecteurs sont
positionnés et fixés sur les pièces de charpente au moyen de vis ou de
clous d'ancrage avec ou sans fraisage préalable d'un logement. Les
connecteurs et la visserie nécessaire à leur fixation représentent un
matériel coûteux dont l'acquisition se répète autant de fois qu'il est
nécessaire de réaliser un assemblage. La réalisation de tels
assemblages nécessite de nombreuses opérations et est par conséquent
relativement longue.
Quant aux gabarits portatifs existants dans le domaine de la
charpente, ils sont destinés à de nombreuses applications comme le
fraisagè pour le logement de ferrements, le positionnement de
ferrements ou comme guide de perçage. Les gabarits existants ne
permettent pas de fraiser de manière portative des tenons et mortaises
en queue d'aronde pour la charpente.
Un but de l'invention est donc de proposer un dispositif permettant
de confectionner des assemblages de pièces de charpentes ne
rencontrant pas les inconvénients des dispositifs connus. En particulier le
dispositif doit être portatif, permettant de confectionner des assemblages
par tenon et mortaise en queue d'aronde faciles à réaliser, aussi bien sur
un chantier qu'en atelier, qui puissent être confectionnés de manière
répétitive, l'équipement nécessaire étant peu coûteux.
Pour ceci, il est proposé un dispositif, un ensemble ou un set
comprenant notamment un gabarit mâle pour la confection des tenons
ainsi qu'un gabarit femelle pour la confection des mortaises, tel que
décrit dans la revendication 1. Des formes d'exécution particulières et
variantes sont décrites dans les revendications dépendantes.
L'invention est décrite en détail ci-après, cette description étant à
considérer en regard du dessin annexé comportant les figures où :
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la figure 1 est une vue de face d'une forme d'exécution
préférentielle d'un gabarit mâle,
la figure 2 est une vue de côté du gabarit mâle de la figure
précédente,
la figure 3 est une vue de face d'une forme d'exécution
préférentielle d'un gabarit femelle, et
la figure 4 est une vue de côté du gabarit femelle de la figure
précédente.
Le gabarit mâle 1 représenté aux figures 1 et 2 est destiné à
permettre la confection d'un tenon en forme de queue d'aronde sur une
face d'extrémité d'une-poutre de bois 2, visible ici derrière le gabarit. Le
gabarit 1 est constitué essentiellement d'une plaque rigide 10, de
préférence métallique ou en matériau synthétique dur. La plaque 10
comprend une découpe 11 dont une portion centrale 110 épouse une
forme de queue d'aronde. La découpe 11 comprend aussi une
échancrure 12, hors de la portion 110 en forme de queue d'aronde,
destinée à positionner une défonceuse en début de fraisage du tenon. Le
gabarit 1 comprend aussi une butée ajustable 14, disposée derrière la
plaque 10 et comprenant une portion d'appui 140 destinée à venir en
appui sur le champ supérieur de la poutre 2. Vu que la hauteur du tenon
est généralement fonction de la hauteur de la poutre, la hauteur du tenon
valant généralement environ les 2/3 de la hauteur de la poutre porteuse
sur laquelle la mortaise sera confectionnée, la position de la butée 14,
respectivement de la portion d'appui 140 sur le gabarit 1 est ajustable le
long de moyens de repères, par exemple les repères 141 signalant
différentes hauteurs de poutre ou de tenons, la butée 14 étant ensuite
fixée selon la hauteur choisie par des moyens de fixation, par exemple
une ou plusieurs vis 142. Le gabarit comprend encore une butée de
serrage 15, disposée elle aussi derrière la plaque 10, et comprenant une
portion de serrage 150 destinée à venir en appui de serrage sur la face
de la poutre 2 opposée à celle sur laquelle la portion d'appui 140 est
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disposée. Des moyens de fixation 151, par exemple à vis, permettent de
fixer la butée de serrage 15, de manière à ce que la poutre 2 soit pincée
entre les portions d'appui 140 et 150. Les portions d'appui 140 et 150
peuvent comprendre des dents ou griffes, non représentées sur les
figures, destinées à s'enficher dans la poutre, ou tout autre moyen de
surface anti-glissement, aidant à maintenir encore plus fermement le
gabarit 1 sur l'extrémité de la poutre 2. Le gabarit 1 peut comprendre
encore des moyens de centrage, par exemple un repère 13 aménagé ici
sur une portion centrale de la découpe, ou tout autre moyen de repère,
par exemple une découpe en escaliers, aménagée sur la butée ajustable
14 et/ou sur la butée de serrage 15 permettant de positionner le gabarit 1
sur la poutre 2, afin que le tenon soit taillé au centre de la face
d'extrémité de la poutre 2.
Après avoir posé, positionné et fixé le gabarit 1 sur l'extrémité de
la poutre 2, le serrage des portiôns d'appui 140 et 150 peut encore être
amélioré en disposant un ou deux serre-joints sur ces portions d'appui
140 et 150. Afin de laisser libre le passage de la fraise lors du fraisage
du tenon, les portions d'appui 140 et 150 comprennent chacune une
échancrure à proximité de la portion centrale de la découpe 11 en forme
de queue d'aronde. Des trous 16, aménagés sur la portion centrale du
gabarit 1, peuvent permettre de visser le gabarit 1 sur l'éxtrémité de la
poutre 2, pour le cas où, selon.la configuration ou la forme de la poutre
2, il n'est pas possible de fixer la gabarit par les moyens décrits
précédemment.
Le gabarit femelle 3, représenté aux figures 3 et 4, est destiné à
permettre la confection d'une mortaise en forme de queue d'aronde sur
une face d'une poutre de bois 4. Le gabarit 3 est constitué
essentiellement d'une plaque 30 rigide, de préférence métallique ou en
matériau synthétique dur et de préférence d'épaisseur légèrement
inférieure à celle de la plaque 10 du gabarit 1 pour une raison qui sera
expliquée plus bas. La plaque 30 comprend une découpe 31, dont une
portion centrale 310 épouse une forme en queue d'aronde, semblable à
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la forme de queue d'arondé de la découpe 110 du gabarit 1. Une
échancrure 32 est aménagée sur la découpe 31, hors de la zone en
forme de queue d'aronde, permettant le positionnement d'une
défonceuse en début de fraisage de la mortaise. Le gabarit 3 comprend
5 aussi une butée ajustable 34, disposée derrière la plaque 30 et
comprenant une portion d'appui 340 destinée à venir en appui sur le
champ supérieur de la poutre 4. Comme précédemment, la position de la
butée 34, respectivement de la portion d'appui 340 est ajustable le long
de moyens de repères, par exemple les repères 341 signalant différentes
hauteurs de poutre ou de tenons, la butée 34 étant ensuite fixée selon la
hauteur choisie par des moyens de fixation, par exemple une ou
plusieurs vis 342. Le gabarit 3 peut comprendre encore une butée de
serrage (non représentée sur la figure), comprenant une portion de
serrage et des moyens de fixation et fonctionnant comme la butée de
serrage correspondante décrite pour le gabarit mâle. Vu que parfois la
poutre 4 dans laquelle une ou plusieurs mortaises sont à réaliser est
disposée au sommet d'un mur, sa face inférieure qui devrait.être serrée
par la butée de serrage n'est pas accessible. D'autres moyens de
fixation doivent donc aussi être prévus, comme par exemple des portions
en forme d'oreilles 36 de la plaque de tôle, destinées à recevoir des
serre-joints de serrage ou alors des trous 37 permettant de visser le
gabarit 3 sur la poutre 4 afin de l'y fixer. Le choix du moyen de fixation
approprié se fait selon la configuration et la forme de la poutre 4 ou les
caractéristiques d'un travail én atelier ou sur un chantier. Comme
précédemment, afin de laisser libre le passage de la fraise lors de la
confection de la mortaise, la portion d'appui 340 et l'éventuelle portion
d'appui du moyen de serrage comprennent chacune une échancrure à
proximité de la portion centrale de la découpe 31 en forme de queue
d'aronde. Un moyen de repère 33, par exemple une entaille sur une
portion centrale de la découpe 31, ou un autre moyen de repère sur la
butée ajustable 34, permet de positionner le gabarit 3 avec précision sur
la poutre 4.
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Pour la confection d'un tenon sur l'extrémité d'une poutre, on
prend un gabarit mâle 1 et on détermine d'abord le réglage de position
de la butée ajustable 14, selon les dimensions de la poutre porteuse,
puis on fixe cette butée en position sur le gabarit par les moyens de
fixation 142. Ensuite on place le gabarit 1 sur la face d'extrémité de la
poutre 2, la portion d'appui 140 étant placée sur le champ supérieure de
la poutre, on centre le gabarit par le moyen de centrage adéquat et on
fixe le gabarit 1 sur l'extrémité de la poutre par l'un ou l'autre des
moyens de fixation décrits. On prépare ensuite une défonceuse manuelle
de type conventionnel, en l'équipant d'une bague de copiage et d'une
fraise en forme de queue d'aronde. Pour le cas où les dimensions de la
table d'appui incorporés à la défonceuse ne seraient pas suffisantes pour
procurer un appui convenable de cette dernière sur la surface du gabarit,
une extension de cette table d'appui peut être prévue. La hauteur de
fraisage, respectivement la distance entre l'extrémité de la fraise et la
table d'appui, est réglée par un jauge de réglage ou tout autre moyen de
mesure de manière à correspondre à la profondeur du tenon,
respectivement de la mortaise. La défonceuse est ensuite introduite dans
l'échancrure 12, venant en appui d'une part par sa table d'appui sur la
surface du gabarit et d'autre part par sa bague de copiage contre la
portion de découpe 110 en forme de queue d'aronde. La défonceuse est
mise en marche et.le fraisage s'effectue en suivant la découpe 110, puis
éventuellement en fraisant le solde de la poutre hors du champ d'action
de la fraise lorsque la bague de copiage reste en contact avec la
découpe 110. Après avoir retiré la défonceuse ainsi que le gabarit de
l'extrémité de la poutre, on dispose d'une poutre 2 munie d'un tenon
d'une profondeur déterminée et parfaitement formé à son extrémité .
La confection d'une mortaise dans une poutre 4 s'effectue de
manière relativement semblable. On prend tout d'abord un gabarit
femelle 3 et on règle la position de la butée ajustable 34 à la même
valeur que la valeur de réglage utilisée sur le gabarit 1, puis on
positionne et fixe le gabarit 3 sur la poutre 4 à l'endroit où la mortaise est
à réaliser. Sans modifier le réglage de profondeur de la fraise sur la
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défonceuse, on fraise la mortaise de manière semblable à ce qui a été
décrit plus haut. Après retrait de la défonceuse et du gabarit, on dispose
d'une poutre 4 munie d'une mortaise d'une profondeur déterminée et
parfaitement formée.
II a été dit précédemment que l'épaisseur de la plaque 30 formant
le gabarit femelle 3 est légèrement inférieure à celle de la plaque 10
formant le gabarit mâle 1. En gardant constant le réglage de profondeur
de la fraise sur la défonceuse, on obtient donc une mortaise légèrement
plus profonde que le tenon, permettant, grâce au jeu ainsi créé, un
assemblage facile de ces deux éléments et un affleurage parfait de
l'assemblage sur les parties visibles des poutres.
On disposera de préférence de plusieurs jeux, ensembles ou sets
de gabarits mâles et femelles, ces différents jeux, ensembles ou sets
correspondant chacun à des poutres d'une certaine gamme de
dimensions. Ainsi on aura par exemple un jeu de gabarits, mâle et
femelle, pour des poutres de petites dimensions, pour la confection de
queues d'arondes étroites, un autre jeu pour des poutres de dimensions
mo ennes pour la confection de queues d'arondes de dimensions
moyennes et un dernier jeu pour des poutres de fortes dimensions, pour
la confection de queues d'arondes de fortes dimensions. Ainsi les tenons
et mortaises sont toujours dimensionnés de manière à présenter la
capacité de charge optimum selon les dimensions des poutres à
assembler.
Ainsi, à!'aide du dispositif décrit, comportant les sets de gabarits
décrits, il est maintenant possible de confectionner des tenons et
mortaises en queues d'aronde sur des poutres, qui soient auto serrants,
ceci en atelier ou directement sur le chantier, de manière simple, peu
coûteuse et dé manière répétitive.
