Brevet FR2533163A1 — publié le 19840323

La présente invention concerne un procédé pour réaliser des éléments de construction ou d'isolation ayant deux faces opposées constituées par des secteur s sphériques concentriques. La fabrication de tels éléments que l'on utilise par exemple pour la construction de voûtes ou pour l'isolation de cuves sphériques, nécessite l'exécution d'opérations délicates, minutieuses et fort longues. A l'heure actuelle, ces opérations ne peuvent toutefois être réalisées que manuellement par une main-d'oeuvre qualifiée, ce qui entraîne des coûts de fabrication élevés tout en ne permettant pas de grandes cadences de production. La présente invention se propose de remédier aux inconvénients des méthodes de fabrication actuelles et, pour ce faire, elle a pour objet un procédé qui se caractérise en ce qu'il consiste à prendre deux lames de coupe ayant des rayons de courbure correspondant respectivement à ceux des secteurs sphériques constituant les faces opposées des éléments à réaliser, à positionner les lames de telle sorte que leur centre de courbure passe par un même point fixetet à faire pivoter les deux'lames autour du point fixe pour découper dans un bloc approprié chacun des éléments à réaliser. Grace à ce procédé, la réalisation d'éléments de construction ou d'isolation ayant des faces opposées à configuration sphérique 'peut maintenant être industrialisée. I1 suffit en effet d'installer chacune des lames sur un support approprié de telle sorte que leur centre de courbure passe par un même point, et de les faire pivoter autour de ce point pour effectuer deux coupes dans le bloc que 1' on a préalablement immobilisé et pour réaliser ainsi chaque élément. De préférence, on peut faire pivoter les deux lames en synchronisme autour du point fixe, ce qui permet de diminuer la durée des opérations de découpe et par conséquent d'augmenter les cadences de production. La présente invention concerne également une machine pour réaliser les éléments de construction ou d'isolation dont il a été question ci-dessus. Cette machine,qui a été concue pour une fabrication en série, se caractérise essentiellement en ce qu'elle comprend un bras monté pivotant autour d'un point d'articulation prévu sur un châssis, deux lames de coupe ayant des rayons de courbure correspondant à ceux des secteurs sphériques constituant les faces opposées des éléments à réaliser, ces lames étant montées concentriquement sur le bras de telle sorte que leur centre de courbure coincide avec le point d'articulation, des premiers moyens pour faire pivoter le bras de sorte que les lames décrivent une trajectoire alternative plane, et des seconds moyens pour faire pivoter le bras de sorte que les lames décrivent une trajectoire courbe située dans un plan perpendiculaire au plan de la trajectoire alternative. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, les premiers moyens comprennent un disque portant, sur l'une de ses faces, un ergot excentré s'avançant avec un faible jeu transversal dans une fente rectiligne ménagée dans le bras, et un organe moteur pour entrainer le disque en rotation autour de son axe. Quant aux seconds moyens, ils comprennent un chariot portant les premiers moyens , et un organe de commande pour déplacer le chariot en translation le long d'un bâti. Les lames décrivent leur trajectoire alternative lors de la rotation du disque. Au cours de celle-ci, l'ergot se déplace en effet alternativement le long de la fente en prenant appui contre les parois longitudinales de celle-ci et en contraignant ainsi le bras à osciller dans un plan passant par son point d'articulation. Quant à leur trajectoire courbe, les lames la décrivent lors du déplacement du chariot. Lors de ce déplacement, l'ergot se déplace en effet le long de la fente en permettant au bras de pivoter autour de son point d'articulation dans un plan qui est perpendiculaire au plan précédent. Selon une disposition particulièrement avantageuse , les deux lames sont montées à l'extrémité libre de deux supports portés par une plaque solidaire du bras et par l'intermédiaire de laquelle celui-ci repose sur la face supérieure du disque, la fente étant réalisée dans la plaque et orientée en direction du point d'articulation. Cette disposition permet en effet de réaliser la machine avec une structure très simple et de communiquer aux lames un mouvement alternatif régulier et symétrique. De préférence, le disque porte sur sa face opposée à l'ergot, unbout d'arbre axial monté à rotation dans un palier monté pivotant sur le chariot autour d'un axe perpendiculaire au bout d'arbre du disque. Comme le palier peut pivoter sur le chariot pendant que celui-ci se déplace sous l'action de l'organe de commande, le disque peut s'orienter convenablement au fur et à mesure que le bras pivote pour permettre aux lames de décrire leur trajectoire courbe. Un mode d'exécution de la présente invention sera décrit ci-après à titre d'exemple nullement limitatif en référence aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue de face d'une machine eonforme à l'ir,vention seules les extrémités des deux lames de cette machine étant représentées pour plus de clarté du dessin. - la figure 2 est une vue en coupe selon. la ligne Il-Il de la figure 1; et - la figure 3 est une vue en ooupe selon la ligne III-III de la figure 1. La machine que l'on peut voir sur les dessins comprend tout d'abord un châssis 1 constitué essentiellement par un rail horizontal 2 fixé sur le sol et par un montant vertical 3 déplaçable d'une manière connue en soi le long du rail 2. Le montant 3, qui peut éventuellement être réglable en longueur, porte à son extrémité supérieure la sphère 4 d'une rotule dont le logement sphérique est aménagé dans un corps 5 fixé à égale distance des deux extrémités de la face inférieure d'un bras rectiligne 6 constitué de préférence par une poutre creuse. Du côté de son extrémité 6a, le bras 6 est prolongé par deux flasques verticaux 7 portant une plaque 8 reliant leur tranche inférieure. La plaque 8 est pourvue d'une fente rectiligne 9 s'étendant dans une direction passant par le centre de la sphère de la rotule et porte deux supports rectilignes 10,11 disposés symétriquement par rapport à la fente 9 et faisantGsaillie sur et en avant de sa face supérieure. Les supports 10,11 , qui sont inclinés l'un par rapport à l'autre de manière à converger vers le centre de la sphère de la rotule, permettent le montage de deux lames de coupe 12, 13 ayant des rayons de courbure correspondant respectivement à ceux des secteurs sphériques constituant les fates opposées des éléments à réaliser avec la machine. Les deux lames sont concentriques et leur centre de courbure coincide avec le centre-de la sphère de la rotule. Les extrémitésde la lame 12, dont le rayon de courbure est le plus faible, sont fixées à des plaquettes 14,15 respectivement solidaires de l'extrémité antérieure des supports 10,11. Quant aux extrémités de la lame 13, elles sont fixées à des plaquettes 16,17 solidaires de l'extrémité antérieure de cornières 18,19 prolongeant respectivement les supports 10;11 vers l'avant (voir en particulier la figure3). En se référant aux figures 1 et 2, on remarquera par ailleurs que la lame 13 est située à un niveau inférieur à celui de la lame 12. La machine comprend également un bâti 20 essentiellement constitué par deux rails verticaux 21,22 entre lesquels s'avancent la plaque 8 et les supports 10,11 du bras. En se référant en particulier aux figures 2 et 3, on remarquera que le plan longitudinal médian P du bati constitue un plan de symétrie pour la fente 9 lorsque le bras -6 est horizontal. Un chariot 23 est interposé entre les deux rails 21,22 et est pourvu,sur ses côtés transversaux 24,25, de pattes portant des galets de roulement 26,27 par l'intermédiaire desquels il peut être déplacé verticalement le long du bâti. Comme la plaque 8 et les supports 10, 11 du bras 6 se prolongent au-delà du bati, le chariot 23 comporte un évidement 28 pour leur livrer passage et ne pas- être gené par leur présence lors de son déplacement le long des rails 21,22. Sensiblement à ml-distance entre ses extrémités supérieure et inférieure, le chariot porte deux manchons coaxiaux 29,30 disposés symétriquement par rapport au plan transversal médian du bâti. Ces manchons, qui sont horizontaux, servent respectivement-de paliers à des arbres horizontaux 31,32 dont les extrémités adjacentes sont perpendiculaires à l'axe d'un palier 33 quelles supportent à rotation. Le palier 33 reçoit quant à lui à rotation un bout d'arbre 34 faisant saillie axialement sur la face inférieure d'un disque 35 dont la face supérieure porte un ergot excentré 36. La plaque 8 repose sur le disque 35 tandis que l'ergot 36 s'avance avec un faible jeu transversal dans la fente 9. Le chariot 23 porte par ailleurs, dans sa partie située sous les manchons 29,30,une ossature constituée de deux montants verticaux 37,38 reliés par deux traverses 39,40, cette ossature servant de support à un organe moteur 41 tel qu'un moteur électrique, hydraulique ou pneumatique. L'organe moteur 41 est prévu pour entraîner le disque 35 en rotation, son arbre moteur étant relié au bout d'arbre 34 par l'intermédiaire d'un arbre articulé comportant deux jo1nts-à cardan 42,43. Le chariot 23 porte également sur chacune de ses grandes faces, une patte à laquelle est fixée l'extrémité libre de la tige 44, respectivement 45, d'un vérin dont le cylindre 46, respectivement 47, repose sur une plaque 48 reliant l'extrémité inférieure des rails 21,22 du bâti.Les deux vérins s'étendent verticalement et sont de préférence situés à égale distance des côtés transversaux 2h,25 du chariot, de façon à mieux équilibrer les forces qu'ils exercent. Il va de soi cependant qu'un seul vérin pourrait suffire pour déplacer le chariot, en particulier si celui-ci avait de petites dimensions. Pour réaliser, avec la machine qui vient d'être décrite, des éléments de construction ou d'isolation ayant des faces opposées constituées par des secteurs sphériques concentriques, on procède de la façon suivante. Tout d'abord,on installe une table de réception de hauteur convenable (non représentée sur les dessins), légèrement en avant des lames 12,13.0n place ensuite sur cette table le bloc à partir duquel on désire réaliser les éléments. Plus précisement, on positionne le bloc de telle sorte que son extrémité qui est tournée vers le bâti 20 s'avance au-delà de l'extrémité postérieure de la table et soit située au-dessus des lames 12,13. On actionne ensuite l'organe moteur 41 pour qu'il fasse tourner le disque 35 et pour que l'ergot 36, en coopérant avec les parois longitudinales de la fente 9, fasse pivoter le bras 6 autour du centre de la sphère 4 de la rotule de telle sorte que les lames 12,13 décrivent une trajectoire alternative plane symbolisée par la double flèche A sur la figure 3. On actionne simultanément les vérins pour élever le chariot 23 le long des rails 21,22 du bâti et permettre aux lames 12,13 de décrire en outre une trajectoire courbe située dans un plan perpendiculaire au plan de leur trajectoire alternative, leur trajectoire courbe étant symbolisée par la flèche C sur la figure 2. Pendant le fonctionnement combiné de l'organe moteur 41 et des vérins, les lames 12,13 découpent progressivement le bloc et,lorsqutelles atteignent la face supérieure de celui-ci, la réalisation de l'élément est terminée. On notera ici que la lame 13, qui est celle dont le rayon de courbure est le plus grand, est située à un niveau inférieur à celui de la lame 12. Grâce à cette disposition, les découpes réalisées par chacune des lames prennent fin en même temps et ainsi l'élément ne risque pas d'être détérioré au moment de sa séparation du reste du bloc. Après la découpe du bloc, les vérins sont commandés en sens inverse pour abaisser le chariot et le- ramener à sa position de départ. Par ailleurs, le bloc est légèrement avancé en direction du bâti en vue d'un'nouveau cycle de découpage. Bien entendu, le bloc doit présenter en coupe transversale une section qui est inférieure à la zone susceptible d'être balayée par les deux lames. On notera par ailleurs que le bloc peut par exemple être constitué par du polyuréthane ou du polyéthylène lorsque les éléments sont destinés à isoler des réservoirs de forme sphérique. Il peut également être constitué par du bois ou de la pierre lorsque les éléments sont utilisés pour construire des voûtes. Bien entendu, les faces transversales des éléments, c'est-à-dire celles qui relient les faces opposées à configuration sphérique, pourraient être taillées ultérieurement de façon à éviter tout espace libre entre les éléments adjacents faisant partie du même assemblage. Enfin, on notera que les lames doivent être relativement rigides pour éviter qu'elles se voilent pendant les opérations de découpe. REVENDICATIONS r l. Procédé pour réaliser des éléments de construction ou o'isoletisc ayant deux faces opposées constituées par des secteurs sphériques concentriques, caractérisé en ce qu'il consiste à prendre deux lames de coupe (12,13) ayant des rayons de courbure correspondant respectivement à ceux des secteurs sphériques constituant les faces opposées des éléments à réaliser, à positionner les lames de telle sorte que leur centre de courbure passe par un même point fixe,et à faire pivoter les deux lames autour du point fixe pour découper dans un bloc approprié chacun des éléments à réaliser. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à faire pivoter les deux lames (12,13) en synchronisme autour au point fixe. 3. Eléments de construction ou d'isolation réalisés par la mwse an oeuvre du procédé selon la revendication 1 ou 2. 4. Machine pour réaliser les éléments de construction ou d'-isolation selon la revendication 3,caractérisée en ce qu'elle comprend un bras (6) monté pivotant autour d'un point d'articulation (4) prévu sur un châssis (1), deux lames de coupe (12,13) ayant des rayons de courbure correspondant à ceux des secteurs sphériques constituant les faces opposées des éléments à réaliser, ces lames étant montées concentriquenent sur le bras de telle sorte que leur centre de courbure coincide avec le point d'articulation, des premiers moyens pour faire pivoter le bras (6) de sorte que les lames (12,13) décrivent une trajectoire alternative plane, et des seconds moyens pour faire pivoter le bras (6) de sorte que les lames (12,13) décrivent une trajectoire courbe située dans un plan perpendiculaire au plan de ia trajectoire alternative. 5. Machine selon la revendication 4, caractérisée en ce que les premiers moyens comprennent un disque (35) portant, sur l'une de ses faces, un ergot excentré (36) s'avançant avec un faible jeu transversal dans une fente (9) rectiligne ménagée dans le bras (6), et un organe moteur (41) pour entraaner le disque en rotation autour de son axe. 6. Machine selon la revendication 4 ou 5, caractérisée en ce que les seconds moyens comprennent un chariot (23) portant les premiers moyens, et un organe de commande (44,46; 45,47) pour déplacer le chariot (23) en translation le long-d'un bâti (20-). 7. Machine selon la revendication 5-ou 6, caractérIsée en ce que les deux lames (12,13) sont montées à l'extrémité lIbre de deux supports (10,11) portés par une plaque (8) solidaire du bras (6) et par l'intermédIaIre de laquelle celui-ci repose sur la face supérieure du disque (35), la fente (9) étant réalisée dans la plaque (8) et orientée en direction du point d'articulation (4) 8. Machine selon l'une quelconque des revendications 4 à 7, caractérisée en ce que l'organe moteur (41) est un moteur électrique hydraulique ou pneumatique. 9. Machine selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisée en ce que le disque (35) porte, sur sa face opposée à l'ergot (36), un bout d'arbre axial (34) monté à rotation dans un palier (3) monté pivotant sur le chariot (23) autour d'un axe (31,32) perpendiculaire au bout d'arbre (34) du disque. 10. Machine selon la revendication 9, caractérisée en ce que l'axe de pivotement (31,32) du palier (33) est horizontal tandis que le chariot (23) est déplaçable verticalement. 11. Machine selon l'une quelconque des revendications 6 à 10, caractérisée en ce que l'organe de commande est constitué par au moins un vérin dont le cy,lindre (46 ou 47) et la tige de piston (44 ou 45) sont l'un fixe et l'autre relié au chariot. 12. Machine selon l'une quelconque des revendications 9 à 11, caractérisée en ce que le bout d'arbre (34) du disque (35) est relié à l'organe moteur (41)par l'intermédiaire de deux joints de cardan (42,43). 13. Machine selon l'une quelconque des revendications 4 à 12, caractérisée en ce que la lame (13) ayant le plus grand rayon de courbure est'située à un niveau inférieur à celui de la lame (12) ayant le plus petit rayon de courbure