Brevet FR2654668A1 — publié le 19910524

DESCRIPTION La présente invention concerne une machine simple, évolutive, destinée au cintrage des bois et panneaux par la technique du lamellécollé: ainsi que le procédé mis en oeuvre pour obtenir une pièce de bois courbe. Outre la taille dans un bloc de bois, les procédés d'obtention d'une forme cintrée visent à réduire les pertes tout en cherchant à optimiser le rendement de la production. Une technique particulièrement développée, mise en oeuvre entre autre pour la fabrication des douves de tonneaux, consiste à soumettre des planches de bois massif à un chauffage uniforme, les traiter en atmosphère humide en vue d'accroître l'élasticité du bois et enfin de les mettre en moule dans une presse. Séchage et déshumidification se font sous contrainte, ce qui accroît le temps d'occupation de la presse. Un autre procédé consiste à presser les planches de bois massif à leur taux d'humidité ambiant et de les soumettre à un chauffage HF afin d'élever la température du bois. Après arrêt du chauffage et décroissance de la température interne du bois, les pièces courbées sont extraites de leur moule. L'obtention d'une pièce cintrée en bois massif met généralement en oeuvre une technologie compliquée, nécessaire pour reculer la limite d'élasticité du bois et vaincre des contraintes internes qui ont tendances à faire revenir la planche dans sa forme initiale. Les opérations sont d'ailleurs d'autant plus délicates et complexes que le rayon de courbure imposé à la planche est faible. l Le domaine d'utilisation d'une pièce de bois cintrée n'impose pas systématiquement qu'elle soit en bois massif. Des applications, notamment en menuiserie, ébénisterie, agencement et bâtiment, peuvent tout à-fait s'envisager à l'aide de la technique de lamellé-collé. Principalement développée, à l'heure actuelle, dans le domaine de la charpente en vue d'obtenir des arcs, les lames de bois soigneusement choisies, préparées, aboutées, sont enduites de colle et pressées. Le séchage se fait à l'air libre ou accéléré en tunnel équipé d'un dispositif de chauffe. Le rayon de courbure de l'arc peut être initialement imposé, ce qui oblige une installation au sol importante. Dans le cas contraire, un taillage de la poutre lamellecollé donne la forme voulue, mais engendre une perte non négligeable de matière. L'entreprise de menuiserie, ébénisterie ou agencement ne dispose pas, à vrai dire, de moyens simples lui permettant la réalisation d'élémenfs cintrés. L'objet de la présente invention veut palier ce manque. II permet à quiconque l'exécution manuelle d'une pièce courbe et dans son développement s'intègre dans un processus de fabrication automatisé d'éléments cintrés. Contrairement aux technologies couramment mises en pratique dans le cintrage des bois, la machine simple de la présente invention n'impose pas la réalisation préalable de moule rigide. Son temps d'utilisation se réduit à celui de I'opération de cintrage proprement dite, de la pose des épingles ou presse de serrage et de la mise en place des griffes d'extraction de l'élément cintré. Les lames, soit de bois d'essence, soit de contreplaqué, sont traitées au taux d'humidité ambiant. Le choix de leur épaisseur est conditionné par le rayon de courbure souhaité. L'adoption du procédé lamellé-collé minimise les efforts mis en jeu lors de l'opération du cintrage. Le réglage fin des éléments de déformation permet une correction du rayon de courbure en gabarit et assure la prise en compte du springback . Dans le cas d'utilisation de lames d'épaisseur standard, le serrage rapide par épingles de blocage minimise le temps de réalisation des éléments cintrés. La libération de la pièce par des griffes d'extraction permet à l'élément courbe d'être dirigé immédiatement vers le site de séchage et stabilisation, et à la machine de poursuivre sa production. La machine simple comporte un châssis rectangulaire composé de deux longerons assemblés par deux traverses. Deux équerres maintiennent la perpendicularité du longeron fixe rigidement lié aux traverses et assurent l'indéformabilité du système. Deux lumières oblongues permettent le réglage en position de ce longeron fixe. Le longeron mobile, guidé en translation par les deux traverses, est lié à un organe de puissance (levier, treuil, vérin...). Les deux longerons présentent un profil en U dont les flancs sont percés de trous co-axiaux qui assurent le guidage en translation des axes reliés aux éléments de déformation. Le blocage et centrage de ces axes est fait par liaison démontable soit par clé et mortaise oblique soit par dispositif vis/écrou. L'élément de déformation est composé d'un support recevant le doigt de contact. Lié au longeron par un axe coulissant, le support reste perpendiculaire et solidaire à cet axe, grâce à un assemblage à clé et mortaise oblique ou par vis de blocage. L'interchangeabilité de ce support reste possible en cas de nécessité. Après cintrage, les doigts de contact quittent leurs supports pour prendre place dans les griffes d'extraction. Composées de poutres percées dans lesquelles les doigts sont rigidement liés, celles-ci sont maintenues en position par deux piaques de serrage. L'avantage d'un tel système réside dans son adaptabilité à tout type de production. La figure 1 représente une vue de dessus de la machine simple. La figure 2 représente une vue perspective de la machine simple. La figure 3 représente le dispositif de blocage par clé sur longeron. La figure 4 représente le dispositif de blocage par vis sur longeron. La figure 5 représente la liaison des supports de doigt par clé. La figure 6 représente la liaison des supports de doigt par vis. La figure 7 représente une vue perspective des éléments de déformation en phase cintrage. La figure 8 représente une vue perspective d'une griffe d'extraction. La figure 9 représente l'association possible de longerons. La figure 1Q représente une épingle standard de serrage. La machine simple représentée sur la figure 1 comporte un longeron fixe (2) et un longeron mobile (1) supportés par une traverse inférieure (3) et supérieure (4). Des équerres de renfort (5) et (6) lient rigidement le longeron (2) aux traverses (3) et (4). Ce longeron (2) présente deux lumières oblongues (24) et (25); les équerres (5) et (6) étant pourvues respectivement des lumières (27) et (26). Ces lumières oblongues permettent un réglage particulier de la position du longeron (2) nécessaire pour l'obtention de certaines formes cintrées. Les flancs des longerons (1) et (2) sont percés de trous co-axiaux (34) dans lesquels coulissent les axes (13) bloqués soit par clé (14) soit par vis (53). Les supports de doigt (12) sont de même bloqués sur les axes (13) soit par clé (14) soit par vis (53), Les lames de bois à cintrer (11) sont mises sous contrainte par action directe des doigts de contact (38). Le longeron (1) mobile en translation est guidé sur les traverses (3) et (4) respectivement par les patins (31) et (32). Le longeron (1) peut glisser jusqu'aux butées (15) et (16) réglables en position sur les traverses (3) et (4). Les butées anti-retour (18) et (17) amovibles et réglables sur les traverses (3) et (4) maintiennent la position du longeron (1). Un triangle de transmission d'efforts ; composé de deux poutres (7) et (8) assemblées par un entrait (49) et une moise (33); est lié par l'entrait (49) aux patins (31) et (32) solidaires du longeron mobile (1), assure l'avance et le recul du longeron (1). La bielle (9) s'articule au triangle par l'axe (29) et à l'organe de puissance (10) par l'axe (30). Selon une forme de réalisation préférentielle, l'organe de puissance (10) retenu est un bras de levier articulé à la traverse (4) par l'axe (28). Dans le cas d'efforts élevés, le bras (10) est lié en (19) par câble à un treuil fixé sur le longeron fixe (2) ou bien l'ensemble bielle (9) bras de levier (10) est remplacé par un vérin hydraulique à commande manuelle ou programmée. Dans une version simplifiée mais néanmoins très opérationnelle le longeron mobile (1) peut simplement être articulé sur la traverse supérieure (4) par un axe réglable. La rotation du longeron (1) se fait jusqu'à la butée (15) la butée (18) assurant aussi l'antiretour. Des mortaises (20) et (21) pratiquées dans la traverse (4), (22) et (23) dans la traverse (3) permettent le montage rapide de la machine simple sur table ou établi. La section d'un longeron (1) ou (2) représentée sur les figures 3 et 4 met en évidence les principes préférentiels de blocage des axes (13). Deux trous coaxiaux (34) percés dans les flancs latéraux du longeron sont munis de rainures obliques (35) ou de trous taraudés débouchants (54). Cette disposition assure un meilleur centrage et blocage par clé (14) ou vis (53) de l'axe (13) soumis à l'action d'efforts axiaux importants. L'élément de déformation présenté sur les figures 5 et 6 se compose d'un support (12) du doigt de contact (38). La liaison du support (12) avec l'axe supportwouiissant (13) se fait soit par clé de blocage dans la rainure oblique (41) soit par vis (53). L'écrou inférieur (39) maintient en position le doigt (38) sur son support (12); l'écrou supérieur (40) assure la fixation du doigt (38) sur la barre (42) de griffe. Le doigt de contact (38) présente dans sa partie inférieure une butée (37) de positionnement des lames à cintrer. Le travail d'étude préalable, en vue de l'obtention d'un arc, ayant permis de définir les positions des doigts de contact par rapport aux flancs latéraux des longerons fixes et mobiles de la machine simple, celle-ci sera réglée en fonction des prescriptions établies. Les lames encollées sont introduites dans la machine ouverte, c'està-dire lorsque le longeron mobile (1) est rejeté vers la droite de la figure 1. Ces lames reposent sur les butées (37) des doigts (38) reliés par leur support au longeron fixe (2). Le bras de manoeuvre (10) ou l'organe de puissance (treuil, vérin) actionne le longeron mobile (1). Les éléments de déformation liés à celuici, conjointement à ceux liés au longeron (2), imposent des contraintes locales aux lames encollées et les obligent au cintrage. Le longeron mobile (1) est translaté vers la gauche jusqu'aux butées fixes (15) et (16) de fin de course, préalablement réglées. Les butées anti-retour (17) et (18) sont alors posées respectivement sur les traverses (4) et (3). L'organe de puissance n'est ainsi plus astreint à exercer son action. Dans le cas de cintrage de lames d'épaisseurs standard (contreplaqué), les épingles de serrage (48) représentées figure 10, sont posées afin d'assurer le bon contact de ces lames. Sinon, des pinces courantes à ressort, ou lames d'acier flexibles, sont posées. La figure 7 représente la situation de déformation des lames après mise en position et immobilisation du longeron mobile (1). Les barres (42) de griffe sont fixées aux doigts (38) par vissage et serrage de l'écrou (40). L'épingle de serrage rapide (48) est constituée d'un parallélépipède percé dans toute son épaisseur d'un trou et évidé par une entaille oblique débouchant dans le trou dont le diamètre est supérieur à la largeur de l'entaille afin de répartir les contraintes apparaissant lors de l'écartement de la pince ainsi formée. L'entaille de pente environ 1%, de largeur maximale dans sa partie débouchante dans le trou égale à l'épaisseur de la lame à cintrer assure le bon contact des lames par pincement. Ces épingles peuvent être réalisées en contre plaqué ou matière plastique. Sur la figure 8, les barres (42) de griffe sont réunies et rendues solidaires par une presse de positionnement composée de planches (43) et (44), associées par boulon (45) et écrou (46). Après serrage de la presse, les butées (17) et (18) sont extraites des traverses (4) et (3), le longeron mobile (1) déplacé vers la droite. L'élément cintré, maintenu en position par sa griffe, est extrait de la machine simple. Des épingles de serrage (48) complémentaires sont posées afin d'obtenir un contact parfait entre lames puis l'élément est dirigé vers le site de séchage. Une nouvelle opération de déformation peut avoir lieu après pose de nouveaux doigts de contacts (38) dans leurs supports (12) et alimentation en lames encollées. La superposition de longerons (1) ou (2) identiques, à l'aide d'échelles (47), telle que le présente la figure 9, permet le cintrage de panneaux contreplaqués de largeur plus importante. Le dimensionnement global de la machine simple à cintrer est adapté aux applications que l'on souhaite développer. A titre d'exemple non limitatif, deux longerons, de longueur totale de 2 mètres, permettent de cintrer, sur une longueur utile de 1,60 mètre des lames dont la largeur peut aller jusqu'à 0,50 mètre, et composer un élément cintré de 3 à 50 mm d'épaisseur selon l'épaisseur des lames choisie. La machine peut être principalement réalisée en bois, acier, ou matière plastique. Cette machine simple à cintrer est particulièrement destinée aux entreprises de menuiserie, ébénisterie, agencement bâtiment (coffrages spéciaux), charpente et agencement marin. REVENDICATIONS 1) Machine simple à cintrer le bois lamellé-collé, caractérisée en ce qu'elle comporte un châssis rectangulaire composé d'une longeron fixe (2) ; pourvu de deux lumières oblongues (24) et (25); solidaire de deux traverses (3) et (4), maintenu et renforcé par deux équerres ajustables (5) et (6); ainsi qu'un longeron mobile (1) soit mobile en rotation autour d'un axe réglable en position sur la traverse (4) soit guidé en translation par les traverses (3) et (4) et relié par une bielle (9) à un bras de levier (10) articulé sur la traverse (4) par l'axe (28) ou à un vérin hydraulique à commande manuelle ou programmée. 2) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que les longerons (1) et (2) ont un profil en U dont les flancs sont percés de trous co-axiaux (34) et munis de rainures obliques (35) opposées ou de trous taraudés débouchants (54). 3) Dispositif selon les revendications 1 et 2 caractérisé en ce que les supports (12) des doigts de déformation (38) sont liés par clé (14) ou vis (53) sur leurs axes (13) coulissant dans les trous co-axiaux (34) et bloqués sur les longerons (1) et (2) par double clé placées dans les rainures opposées (35) soit par double vis de serrage (53). 4) Dispositif selon les revendications 1, 2 et 3 prises ensemble, caractérisé en ce que les doigts (38) présentent une partie filetée ainsi qu'une butée amovible (37). 5) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les traverses (3) et (4) présentent des perçages réguliers destinés à recevoir des butées de fin de course (15) et (16) ou anti retour (17) et (18), ainsi que des mortaises (21), (22), (23), (24) pour fixation de la machine simple à cintrer sur établi ou table de travail. 6) Procédé de cintrage des lames de bois caractérisé par l'utilisation d'une machine simple conforme aux revendications précédentes prises dans leur ensemble, consistant à cintrer les lames encollées sous l'action de quelques doigts (38) passifs, liés au longeron fixe (2), et actifs, liés au longeron mobile (1); puis à poser les épingles (48) de serrage rapide, enfin à solidariser les doigts de contact (38) à des poutres (42) pour former, après assemblage et blocage en presse (44) et (45) une griffe d'extraction libérant la machine simple et maintenant l'élément cintré dans sa forme.