Brevet FR2610973A1 — publié le 19880819

REGLE D'EGALISATION VIBRANTE POUR BETON L'invention a pour objet une règle d'égalisation vibrante pour béton, constituée d'au moins un tronçon de règle allongé comportant plusieurs éléments d'ossature. Les règles d'égalisation vibrantes sont fréquemment utilisées pour transmettre des vibrations au béton coulé dans le but de compacter et de niveler le béton lors de sa finition. La règle d'égalisation supprime le travail manuel pénible qu'implique la finition du béton et elle accroît donc la productivité de l'opération de mise en place du béton tout en améliorant la qualité de la dalle de béton fini en procurant des surfaces de dalles contrôlées de façon plus précise et en maîtrisant le profil de couronnement. De plus, l'action de vibration uniforme exercée par une règle d'égalisation augmente la densité du béton et la capacité de chargement de la dalle finie. Il est souhaitable que la règle d'égalisation ' ait un faible poids et soit constituée de tronçons de manière que sa longueur puisse être aisément modifiée pour correspondre aux dimensions de la dalle. Antérieurement, les règles d'égalisation ont été réalisées en général avec une construction semblable à celle d'une poutre en treillis dans laquelle des contreventements en métal léger sont disposés, comme dans une poutre en treillis, pour soutenir les patins de la règle. Le document de brevet des Etats-Unis d'Amérique n' 4 340 351 décrit une règle d'égalisation vibrante pour béton constituée d'une série d'éléments d'ossature parallèles sensiblement triangulaires. Les angles des éléments d'ossature triangulaires sont assemblés avec les patins de la règle et un tube de crête est assemblé transversalement avec les extrémités supérieures des éléments d'ossature. Dans le brevet mentionné précédemment, des membrures diagonales sont assemblées entre des éléments d'ossature parallèles voisins. L'invention a pour but de créer une règle d'égalisation vibrante pour béton, cette règle étant de faible poids et perfectionnée. A cet effet, l'invention concerne une règle d'égalisation pour béton constituée d'un ou plusieurs tronçons disposés bout à bout, chaque tronçon comportant plusieurs éléments d'ossature sensiblement triangulaires, de préférence moulés en un matériau léger tel que l'altuminium, règle caractérisée en ce que les éléments d'ossature sensiblement triangulaires sont disposés de manière à faire un angle aigu, de préférence égal à 45 environ, avec l'axe longitudinal du tronçon de règle, chaque élément d'ossature étant disposé en faisant un angle, de préférence égal à 90', avec les éléments d'ossature adjacents. Les extrémités de la base de chaque élément d'ossature triangulaire sont assemblées avec les extrémités correspondantes des éléments d'ossature adjacents ainsi qu'avec des patins de règle parallèles, tandis que le sommet supérieur de chaque élément d'ossature est muni d'un berceau qui reçoit un tube de crête. Les tubes de crête de tronçons de règle voisins sont assemblés l'un avec l'autre par un raccord réglable; ainsi, par réglage axial des tubes de crête, on peut modifier en conséquence le profil de la règle. Le système de réglage du tube de crête comporte un raccord pivotant, de sorte que les tubes de crête de tronçons voisins peuvent se déplacer dans un plan vertical l'un par rapport à l'autre, en supprimant ainsi les contraintes anormales du mécanisme de réglage. Suivant une forme de réalisation de l'invention, les vibrations sont communiquées à la règle par des moyens mécaniques tels qu'un moteur à essence. Dans cette forme de réalisation de l'invention, la base de chaque élément d'ossature triangulaire est munie d'un moyeu qui définit une ouverture, un arbre excentré passant à travers les ouvertures alignées des moyeux. Le moteur est en liaison de fonctionnement avec l'arbre de manière que la rotation de l'arbre de commande excentré communique des vibrations à la règle. Suivant une deuxième forme de réalisation de l'invention, un tube d'alimentation en air est monté à l'intérieur des ouvertures alignées des moyeux des éléments d'ossature, le tube d'alimentation en air communiquant avec une source d'air ou d'un autre gaz sous pression. Plusieurs canalisations relient le tube d'alimentation en air à des vibrateurs pneumatiques individuels montés sur la longueur de la règle pour communiquer un mouvement vibratoire à cette règle. Le mécanisme de commande à excentrique fournit des vibrations sensiblement uniformes sur toute la longueur de la règle,- ce qui réduit les risque de ruptures de paliers. Avec le mécanisme de commande à excentrique suivant l'invention, la force centrifuge et l'amplitude, qui est la cote du déplacement vertical de la règle pendant les vibrations, peuvent être aisément réglées toutes les deux pour correspondre à la consistance et à l'affaissement au cône du béton. Etant donné que les éléments d'ossature triangulaires sont directement assemblés entre eux par les patins ou rails de la règle, la construction suivant - l'invention supprime la nécessite des contreventements auxiliaires, ce qui simplifie la construction et réduit le poids total de la règle. La conception de la règle, qui fait appel aux éléments d'ossature triangulaires, montés suivant un angle, donne une résistance élevée avec un poids minimal et elle ne forme qu'un nombre minimal d'angles vifs ou arrondis, ce qui évite l'accumulation de béton sur la règle et permet de nettoyer cette règle plus facilement après l'opération de finition. L'invention est décrite plus en détail ci-après en se référant aux dessins annexés, dans lesquels: - la figure 1 est une vue en perspective de la règle d'égalisation suivant l'invention, - la figure 2 est une vue de dessus partielle d'une partie de la règle, - la figure 3 est une vue obtenue en regardant suivant la ligne 3-3 de la figure 2 et montrant l'un des éléments d'ossature triangulaires, - la figure 4 est une vue en coupe en regardant suivant la ligne 4-4 de la figure 3, - la figure 5 est une vue obtenue en regardant suivant la ligne 5-5 de la figure 4, - la figure 6 est une vue en perspective d'une forme de réalisation modifiée de l'invention utilisant des vibrateurs pneumatiques, - la figure 7 est une vue en coupe longitudinale d'un vibrateur pneumatique, - la figure 8 est une coupe effectuée suivant la ligne 8-8 de la figure 7, - la figure 9 est une vue en élévation latérale d'une réalisation d'un raccord d'arbre, et la figure 10 est une vue en coupe effectuée suivant la ligne 10-10 de la figure 9. La figure 1 représente la règle d'égalisation 1 suivant l'invention en cours d'utilisation pour la finition d'une dalle 2 en béton. La règle d'égalisation 1 est constituée d'une série de tronçons qui sont disposés bout & bout. Bien que la figure 1 représente deux tronçons 3 et 4, on envisage d'utiliser un ou plusieurs tronçons suivant les dimensions de la dalle 2 qui doit être finie. Chaque tronçon 3, 4 comporte deux patins ou rails de règle 5,6 en forme de cornières. Les extrémités des patins de règle 5 et 6 du tronçon 3 sont assemblées par un châssis d'extrémité 7 sensiblement rectangulaire, _ tandis que les extrémités correspondantes des patins de règle 5 et 6 du tronçon 4 sont assemblées par un châssis d'extrémité similaire 8. Les patins de règle 5 et 6 du tronçon 3 sont assemblés avec les patins de règle correspondants du tronçon 4 d'une façon qui est clairement représentée sur la figure 2. L'assemblage est réalisé par deux éclisses 9 et 10 qui sont disposées sur des côtés opposés des ailes verticales des patins de règle 5 et 6 et qui sont assemblées avec les patins de règle par des boulons 11. Les têtes des écrous situés du côté extérieur des patins de règle 5 et 6 peuvent être enfermées dans des couvercles de protection 12 pour éviter que le béton vienne en contact avec les écrous. Les patins de règle 5 et 6 de chaque tronçon 3, 4 sont liés entre eux par plusieurs éléments d'ossature 13 sensiblement triangulaires qui sont de préférence constitués en un matériau de faible poids spécifique tel que l'aluminium. Comme on le voit le mieux sur les figures 1 et 2, les éléments d'ossature 13 sont disposés en faisant un angle aigu, de préférence égal à 45 environ, avec la direction longitudinale de la règle d'égalisation i et chaque élément d'ossature 13 est disposé en faisant un angle de 90' environ par rapport aux éléments d'ossature voisins. Comme représenté sur la figure 3, chaque élément d'ossature 13 comporte une base 14 et deux côtés qui sont liés entre eux en un sommet 16. Comme le montre la figure 2, les extrémités de la base 14 sont munies d'appuis triangulaires 17 gui sont assemblés avec la branche verticale du patin de règle correspondant 5, 6. De plus, les appuis 17 d'un élément d'ossature sont contigus ou en position de butée vis-à-vis des appuis 17 des éléments d'ossature voisins, sauf dans la zone des éclisses 9, 10, dans laquelle les appuis 17 sont espacés pour loger l'assemblage par éclissage. Des boulons 18 assemblent les appuis 17 avec les ailes verticales des patins de règle respectifs 5, 6. Le sommet de chaque élément d'ossature 13 est muni d'un berceau 19 sensiblement semi-cylindrique et un tube de crête 20 s'étend entre les berceaux, ce tube étant fixé aux berceaux par des boulons 21. L'extrémité extérieure du tube de crête 20 du tronçon de règle 3 est assemblée avec une entretoise transversale 22 du châssis d'extrémité 7. De même, l'extrémité extérieure du tube de crête 20 du tronçon de règle 4 est assemblée avec une entretoise transversale similaire 22 du châssis d'extrémité 8. Les tubes de crête 20 des tronçons 3 et 4 sont constitués pour pouvoir être réglés en direction axiale l'un par rapport à l'autre pour modifier le profil de la règle d'égalisation. A cet égard, une tige 23 est fixée à l'intérieur de l'extrémité intérieure de chaque tube de crête 20, comme représenté sur la figure 2, et cette tige est fixée sur le berceau 19 correspondant par des boulons 21. L'extrémité en saillie de chaque tige 23 porte une manille 24 qui est reliée à un manchon 26 par un boulon 25. Une tige filetée 27 est fixée sur la surface extérieure de chaque manchon 26 et les deux tiges filetées correspondantes 27 sont reliées par un tendeur classique 28. Les filets des tiges filetées 27 sont de sens opposés, de sorte que la rotation du tendeur 28 déplace les tiges filetées 27, avec les tubes 20, l'une vers l'autre ou les écarte l'une de l'autre en direction axiale, ce qui fait varier le profil de la règle d'égalisation. Les boulons 25 servent de pivot pour permettre aux deux tubes de crête 20 de s'incliner ou de pivoter l'un par rapport & l'autre dans un plan vertical. Cette action de pivotement évite le blocage du mécanisme de réglage et supprime les contraintes anormales des pièces d'assemblage lorsqu'on fait varier le profil de la règle d'égalisation. Dans l'exemple de réalisation représenté sur la figure 1, le mouvement vibratoire est communiqué à la règle 1 par le fonctionnement d'un moteur à essence classique 29 qui agit par un mécanisme à excentrique. Comme représenté sur la figure 1, le moteur 29 est porté par une console d'appui 30 s'avançant à partir d'un des tubes de crête 20. L'arbre de sortie du moteur est relié par une commande a courroie 31 à une poulie 32 montée sur un arbre 33. Chaque tronçon de règle 3, 4 comporte un arbre 33 et les extrémités adjacentes de ces arbres 33 sont assemblées par un raccord souple 33a, comme représenté sur la figure 9. Le raccord 33a est réalisé avec des cannelures intérieures qui engrènent avec des cannelures extérieures des extrémités en butée des arbres 33. Le raccord 33a intervient pour transmettre la rotation entre les arbres et, en raison de sa nature souple, il compense tout défaut d'alignement éventuel entre les arbres. Comme on le voit le mieux sur la figure 4, chaque arbre 33 est fixé dans une ouverture 34 du manchon 35. L'ouverture 34 est excentrée par rapport à l'axe du manchon 35 pour obtenir un mouvement excentrique. Chaque arbre 33 est fixé à l'intérieur du manchon correspondant par des vis sans tête 36. Chaque manchon 35 est monté à rotation dans un palier 37 qui est lui-même monté à l'intérieur d'une ouverture 38 du moyeu 39 de l'élément d'ossature 13. Comme représenté sur la figure 4, le palier 37 est monté dans l'ouverture 38 contre un épaulement intérieur 40. Comme représenté sur la figure 3 et la figure 4, le moyeu 39 est disposé au milieu de la base 14, l'axe du moyeu étant orienté suivant la direction longitudinale de la règle d'égalisation 1 et, donc, suivant un angle de 45' environ par rapport à la face ou au plan de l'élément d'ossature. Les extrémités de l'arbre 33 passent dans des ouvertures de plaques transversales 41 des châssis $ d'extrémités correspondants 7, 8. Bien que les dessins représentent un manchon 35 ayant une ouverture excentrée 34 et monté à l'intérieur d'un palier annulaire 37, on envisage l'utilisation possible d'un palier à excentrique dans lequel l'ouverture du palier qui reçoit l'arbre est excentrée par rapport à l'axe du palier. En tant qu'autre variante, des poids peuvent être appliqués, à intervalles, sur la longueur d'arbre 33 pour créer le mouvement vibratoire, au lieu d'utiliser des manchons ou des paliers excentriques. La règle d'égalisation 1 peut être déplacée le long de la dalle 2 d'une façon désirée quelconque. Conformément à la figure 1, on utilise un mécanisme à treuil, mais on peut envisager de déplacer la règle à la main ou par un système motorisé. Comme représenté sur la figure 1, un treuil 42 est monté sur chacun des châssis d'extrémité 7, 8 et porte un câble 43. Les câbles 43 passent autour de poulies 44 montées sur les châssis d'extrémité 7, 8 correspondants et l'extrémité libre de chaque câble est reliée à un jalon ou à un objet fixe. En actionnant les treuils 42 en synchronisme, on déplace la règle d'égalisation 1 le long de la dalle 2 pour obtenir l'action de finition voulue. Les éléments d'ossature 13 qui sont disposés suivant un angle de 450 environ par rapport à la direction longitudinale de la règle d'égalisation donnent une construction robuste et légère qui supprime la nécessité des contreventements auxiliaires. Le mécanisme de réglage des tubes de crête 20 permet l'inclinaison ou le pivotement relatif de ces tubes de crête l'un par rapport & l'autre dans un plan vertical, ce qui supprime la flexion et les contraintes anormales des éléments de réglage lorqu'on fait varier le profil de la règle. Les figures 6 i 8 représentent une forme de réalisation modifiée de l'invention, dans laquelle on utilise des vibrateurs pneumatiques pour produire le mouvement vibratoire de la règle d'égalisation 1. Comme on le voit le mieux sur la figure 6, chaque tronçon d'ossature 3, 4 comporte un tube d'alimentation en air 46, les extrémités adjacentes des tubes 46 pouvant être raccordées entre elles par des raccords appropriés. Chaque tube d'alimentation en air 46 est disposé à l'intérieur des ouvertures alignées 38 de moyeux 39 des éléments d'ossature 13. L'extrémité extérieure du tube d'alimentation en air 46 associé au tronçon 3 de la règle est reliée à une source d'air sous pression telle qu'un compresseur 47, tandis que l'extrémité extérieure du tube 46 du tronçon 4 de la règle peut être fermée par un bouchon approprié. Pour éviter que le tube 46 cliquette, on peut placer des coussinets appropriés 48 en caoutchouc ou en matériau élastique entre le tube 46 et les moyeux 39. Plusieurs unités vibratoires pneumatiques 49 sont montées sur la longueur de chaque tronçon de règle et, comme représenté sur la figure 6, chaque unité vibratoire 49 est montée par une console 50 sur l'un des patins 5, 6 de la règle. Une canalisation 51 relie le tube d'alimentation en air à chacune des unités vibratoires 49. - Chaque unité vibratoire 49 comporte un cylindre 52 présentant un orifice d'entrée 53 qui est relié à la canalisation 51. L'extrémité ouverte du cylindre 52 est fermée par un bouchon fileté 54, l'extrémité inférieure en saillie 55 du bouchon 54 traversant une ouverture de la console 50 et recevant un écrou 56 pour le montage de l'unité vibratoire sur la console 50. Un piston 57 est monté pour effectuer un mouvement de coulissement à l'intérieur du cylindre 52. Les extrémités opposées de ce piston sont munies de prolongements de diamètre réduit désignés par 58 et 59. La paroi intérieure du cylindre 52 est munie d'une rainure périphérique 60 qui communique avec l'orifice d'entrée 53, le piston 57 étant réalisé avec deux passages 61 et 62. Une extrémité de chaque passage communique avec la périphérie du piston, tandis que l'extrémité opposée de chaque passage traverse l'extrémité respective 58, 59. L'air pénétrant dans le cylindre 52 par l'orifice d'entrée 53 passe, de la rainure 60, dans l'extrémité du passage 61 quand le piston est dans la position représentée sur la figure 7. L'air est ensuite évacué à partir du passage 61 à travers l'extrémité 58. La pression de l'air agit alors sur le piston et le déplace vers le bas, ce qui déplace le passage 61 qui n'est plus en communication avec la rainure 60, tandis que le passage 62 est amené en communication avec cette rainure 60. De l'air est alors envoyé à l'extrémité inférieure du piston. Lorsque le piston se déplace vers le bas, l'air contenu dans l'extrémité supérieure du cylindre est évacué par le trou d'évent 63. Cette action déplace le piston suivant un mouvement de va-et-vient très rapide et communique un mouvement vibratoire à la règle. La construction de la règle d'égalisation suivant l'invention peut être aisément adaptée pour le fonctionnement avec une unité vibratoire mécanique ou avec une unité pneumatique sans aucune modification constructive appréciable. Comme décrit précédemment, quand la règle est utilisée avec une unité vibratoire mécanique, l'arbre à excentrique passe à travers tous les moyeux alignés des éléments d'ossature. Quand elle est il utilisée avec une unité vibratoire pneumatique, le tube d'alimentation en air passe à travers les ouvertures alignées des moyeux. REVENDICATIONS 1) Règle d'égalisation vibrante (1) pour béton, constituée d'au moins un tronçon de règle allongé (3, 4) comportant. plusieurs éléments d'ossature (13), caractérisée en ce que chaque élément d'ossature (13) est disposé en faisant un angle aigu avec la direction longitudinale du tronçon (3, 4) et en ce que chaque élément d'ossature (13) est disposé en faisant un angle avec les éléments d'ossature adjacents, des patins (5, 6) étant portés par les extrémités inférieures des éléments d'ossature et disposés pour reposer sur la surface supérieure d'une dalle en béton (2) et effectuer la finition de cette dalle, un moyeu (39) est porté par chaque élément d'ossature (13) et présente une ouverture (38), chaque ouverture étant disposée de façon sensiblement parallèle à l'axe longitudinal du tronçon, les ouvertures étant disposées en alignement en direction axiale, un organe allongé (33) étant disposé à l'intérieur des ouvertures alignées, des organes d'assemblage (19, 20) assemblant les extrémités supérieures des éléments d'ossature, des organes vibratoires (39, 49) étant en liaison de fonctionnement avec les éléments d'ossature (13) pour mettre le tronçon de règle (3, 4) en vibration. 2) Règle d'égalisation selon la revendication 1, caractérisée en ce que chaque élément d'ossature (13) est de forme sensiblement triangulaire et comporte une base (14) et deux côtés (15) assemblés entre eux en un sommet. 3) Règle d'égalisation selon l'une quelconque des revendications 1 et 2 caractérisée en ce qu'un moyeu (39) est porté par chaque élément d'ossature (13) et présente une ouverture (38), chaque ouverture étant disposée de façon sensiblement parallèle à l'axe longitudinal du tronçon, les ouvertures étant disposées en alignement en direction axiale, un organe allongé (33) étant disposé à l'intérieur des ouvertures alignées. 4) Régie d'égalisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que l'organe allongé est constitué d'un arbre (33) à montage excentrique en liaison de fonctionnement avec les organes vibratoires. ) Règle d'égalisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que l'organe allongé est constitué d'une conduite d'alimentation en fluide (46) et les moyens vibratoires (49) sont constitués d'un cylindre à fluide (52), la règle comportant en outre une canalisation (51) qui relie la conduite au cylindre. 6) Règle d'égalisation selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'elle comporte un berceau (19) dirigé vers le haut assemblé avec le sommet de chaque élément d'ossature (13), l'assemblage comportant une tige (20) montée dans le berceau (19). 7) Règle d'égalisation vibrante pour béton, selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce qu'elle est constituée de plusieurs tronçons de règle (3, 4) disposés bout à bout, chaque tronçon comportant plusieurs éléments d'ossature (13), chaque élément d'ossature étant disposé de manière à faire un angle de 45 environ avec la direction longitudinale du tronçon de règle correspondant, chaque élément d'ossature étant disposé de façon sensiblement perpendiculaire aux éléments d'ossature adjacents, un organe d'assemblage (23) étant assemblé avec les sommets des éléments d'ossature (13) de chaque tronçon (3, 4), les organes d'assemblage (23) de tronçons adjacents étant alignés en direction axiale, des moyens réglables (24, , 26, 27, 28) étant prévus pour relier les extrémités voisines des organes d'assemblage, ces moyens réglables étant construits et disposés pour déplacer les organes d'assemblage voisins en direction axiale l'un par rapport à l'autre en réglant ainsi le profil de la règle d'égalisation, des organes vibratoires (39, 49) étant reliés aux tronçons de règle pour mettre la règle en vibration. 8) Règle d'égalisation selon la revendication 7 caractérisée en ce qu'elle comporte un élément d'appui (19) assemblé avec le sommet de chaque élément d'ossature, l'organe d'assemblage (23) étant fixé sur les éléments d'appui. 9) Règle d'égalisation selon la revendication 7 caractérisée en ce que les moyens réglables (24, 25, 26, 27, 28) comportent un tendeur (28) et des organes à pivot (26) reliant le tendeur aux extrémités voisines des organes d'assemblage (23), les organes à pivot étant construits et disposés pour permettre un mouvement de pivotement vertical relatif et limité entre les organes d'assemblage. ) Règle d'égalisation selon la revendication 9 caractérisée en ce que les organes à pivot (26) comportent un élément à pivot (24) constitué pour pivoter autour d'un axe horizontal. 11) Règle d'égalisation selon la revendication 7 caractérisée en ce que les organes vibratoires comportent un arbre rotatif (33) pour chaque tronçon de règle, un moyeu (39) porté par la base (14) de chaque élément, d'ossature, et des moyens (35, 37, 38) pour le montage excentré de l'arbre par rapport à chaque moyeu, l'axe de chaque moyeu étant disposé de façon sensiblement parallèle à la direction longitudinale du tronçon 'de règle correspondant, les moyeux étant disposés en alignement en direction axiale. 12) Règle d'égalisation selon la revendication 7 caractérisée en ce que les organes vibratoires comportent plusieurs unités vibratoires (49) actionnées par fluide et montées sur chaque tronçon (3, 4), la base (14) de chaque élément d'ossature étant munie d'une ouverture (38), chaque ouverture étant diposée de façon sensiblement parallèle à la direction longitudinale du tronçon, les ouvertures (38) étant disposées en alignement en direction axiale, un tube d'alimentation en gaz tel que l'air (46) étant disposé à l'intérieur des ouvertures alignées, des moyens étant prévus pour envoyer un gaz sous pression dans le tube d'alimentation des canalisations (51) reliant le tube d'alimentation (46) à chacune des unités vibratoires. 13) Règle d'égalisation selon la revendication 7 caractérisée en ce que les extrémités de la base (14) de chaque élément d'ossature (13) sont munies d'appuis (17) s'étendant latéralement, les appuis de chaque élément d'ossature étant assemblés avec les appuis (17) des éléments d'ossature voisins. 14) Règle d'égalisation selon la revendication 13 caractérisée en ce qu'elle comporte des organes (9, 16) pour assembler les appuis (17) avec les patins de règle (5, 6) correspondants. ) Règle d'égalisation selon la revendication 4 caractérisée en ce qu'elle comporte un palier annulaire (37) monté dans l'ouverture (38) de chaque moyeu (39), un manchon (35) monté à rotation dans chaque palier, chaque manchon présentant un alésage excentré (34), l'arbre (33) étant disposé dans ces alésages excentrés. 16) Règle d'égalisation selon la revendication 7 caractérisée en ce que les organes vibratoires (39) comportent un arbre rotatif (33) pour chaque tronçon de règle (3, 4), des organes de raccord tubulaires souples (33a) étant prévus pour raccorder les extrémités voisines des arbres (33).