Brevet FR2777324A1 — publié le 19991015

-1- PROCÉDÉ D'ASSEMBLAGE MECANIQUE DÉFINITIF DE DEUX PIÈCES ET ASSEMBLAGE MÉCANIQUE DÉFINITIF AINSI OBTENU La présente invention concerne l'assemblage mécanique définitif de deux pièces, sans l'utilisation d'éléments séparés d'assemblage, par exemple des boulons, des vis, des rivets, des agrafes ou autres attaches. L'invention s'applique plus particulièrement à l'assemblage mécanique de deux pièces dont l'une au moins est en forme de caisson profilé, ouvert ou fermé, à l'intérieur duquel est logée la seconde pièce. Elle s'applique en particulier dans le cas o le soudage des deux pièces n'est pas possible, ou du moins non recommandé, comme cela se présente parfois pour certaines pièces en matière plastique ou en métal, notamment en acier galvanisé. Les planchers d'échafaudage constituent un exemple d'application de la présente invention particulièrement intéressant. On sait en effet que les planchers d'échafaudage se composent chacun d'un plateau, sur lequel circuleront et travailleront les ouvriers, et d'au moins quatre crochets placés par paire à chaque extrémité dudit plateau, ces deux paires de crochets permettant de suspendre le plancher dans le vide, et de le soutenir à l'intérieur de l'échafaudage, en étant posées sur les tubes horizontaux de la charpente dudit échafaudage. Pour une meilleure protection, et notamment pour une meilleure résistance aux intempéries et/ou aux atmosphères ambiantes agressives, les plateaux des planchers d'échafaudage sont en acier galvanisé. Dans certaines constructions, les plateaux sont en forme de caissons profilés, fermés ou ouverts du côté de leurs grandes faces inférieures, chacun de tels caissons recevant à chacune de ses deux extrémités un embout qui, pour les raisons évoquées ci-dessus, est également en acier galvanisé et sur lequel sont placés deux crochets qui ont été soudés sur la partie la plus extérieure de l'embout avant la galvanisation de celui-ci. En usine le plus généralement, chaque plancher d'échafaudage est complètement achevé en soudant les deux embouts galvanisés, ainsi équipés de leurs paires de crochets, en bout et à l'intérieur du plateau en forme de caisson. Si chaque soudure crochet/embout ne prête lieu à aucune discussion, notamment quant à la sécurité, dans la mesure o elle est réalisée -2avant la galvanisation de l'embout, il n'en est pas de même des soudures embout/plateau car celles-ci sont alors réalisées entre deux pièces déjà galvanisées. Or, il est bien connu que toute soudure entre deux pièces en acier galvanisé est mauvaise. L'invention a donc pour but de fournir un procédé d'assemblage mécanique définitif de deux pièces qui est d'une application très large, qui évite toute soudure et qui ne nécessite pas l'utilisation d'éléments séparés d'assemblage tels que ceux qui ont été énumérés en préliminaire. A cet effet, selon l'invention, le procédé d'assemblage mécanique définitif de deux pièces dont l'une au moins est en forme de caisson profilé, ouvert ou fermé, à l'intérieur duquel est logée la seconde pièce est caractérisé en ce qu'il consiste: à ménager préalablement au moins une cavité dans la seconde pièce, dans une partie de celle-ci venant en appui contre une partie de la première pièce; à placer les deux pièces dans leur position relative d'assemblage, en appui l'une contre l'autre; à réaliser une saillie sur la première pièce, au droit de la cavité, par refoulement vers la seconde pièce de la matière de la première pièce, ladite seconde pièce constituant alors une pièce d'appui fixe de retenue de la première pièce au moins autour de la zone de refoulement de matière; et à faire pénétrer cette saillie dans la cavité complémentaire préalablement ménagée dans la seconde pièce. Ainsi, dans le procédé selon l'invention, on réalise l'assemblage mécanique définitif de deux pièces de manière simple et fiable, du fait que, par la pénétration de la saillie refoulée dans la cavité complémentaire de la seconde pièce, on obtient une immobilisation relative des deux pièces transversalement à la direction d'emboutissage. Selon un premier mode de mise en oeuvre de ce procédé, les deux pièces sont en appui facial au moins dans la zone de la saillie et de la cavité complémentaire. Selon un second mode de mise en oeuvre de ce procédé, la seconde pièce est en appui en bout contre la première pièce; dans ce cas, la seconde pièce est par exemple un tube dont l'alésage constitue la cavité complémentaire. Le refoulement de matière peut être réalisé avec ou sans perforation de ladite matière; dans le premier de ces deux cas, c'est la partie centrale de la saillie qui est perforée, le contour de la perforation définissant un rebord en saillie qui épouse au moins partiellement le profil de la cavité complémentaire. -3- Le refoulement de matière peut être obtenu par emboutissage, par crevé de la matière ou par repoussage de la matière, à chaud ou à froid et la cavité dans laquelle la matière est ainsi refoulée peut être soit borgne, soit formée par un trou traversant percé dans une paroi de la seconde pièce. Selon les applications et destinations du procédé selon l'invention, qui ne nécessite aucune opération de soudage, l'une au moins des deux pièces de l'assemblage ainsi réalisé peut être en métal, notamment en acier galvanisé, ou en matière plastique. Toujours selon les applications et destinations du procédé selon l'invention, la seconde pièce peut par exemple constituer un embout extrême de fermeture du caisson ou, en variante, constituer une traverse, notamment pour former une entretoise ou une poignée. Il va de soi que l'invention a également pour objet l'assemblage définitif de deux pièces dont l'une au moins est en forme de caisson profilé, ouvert ou fermé, à l'intérieur duquel est logée la seconde pièce, ledit assemblage étant remarquable en ce qu'il est obtenu par la mise en oeuvre du procédé dont les principales caractéristiques ont été exposées ci-dessus. On comprendra bien l'invention à la lecture du complément de description qui va suivre et en référence aux dessins qui font partie de la description et dans lesquels: - les Figures 1 à 4 représentent en perspective différentes formes de caissons profilés susceptibles de recevoir la seconde pièce à assembler, lesdites caissons étant respectivement de sections rectangulaire et fermée, rectangulaire et ouverte, rectangulaire avec une grande face bombée convexe et hexagonale; - la Figure 5 est une vue en coupe montrant un premier mode de mise en oeuvre du procédé selon l'invention; - la Figure 6 est une vue en coupe montrant un second mode de mise en oeuvre du procédé selon l'invention; - la Figure 7 représente en perspective arrachée l'extrémité d'un caisson en forme de C, en conséquence ouvert pour partie sur sa grande face inférieure, et un embout destiné à être assemblé mécaniquement de façon définitive à l'intérieur dudit caisson, au niveau de l'extrémité visible de celui-ci, de sorte à constituer un plancher d'échafaudage; - la Figure 8 est une vue en coupe transversale de la moitié gauche de l'assemblage d'extrémité caisson/embout réalisé conformément aux Figures 5 et 7; et -4- - la Figure 9 est une vue en coupe transversale de la moitié gauche dudit assemblage illustrant son équipement à l'aide d'une poignée, conformément au second mode de mise en oeuvre du procédé selon l'invention déjà illustré à la figure 6. On a représenté en coupe sur la Figure 5 deux pièces 1 et 2 qu'il s'agit d'assembler mécaniquement de manière définitive sans soudure et sans utiliser des éléments séparés de fixation ou de solidarisation du type de ceux qui ont été énumérés en préliminaire. La pièce 1, ou pièce extérieure, est en forme de caisson profilé, ouvert ou fermé, et la pièce 2, ou pièce intérieure, qui peut être un embout d'extrémité, une traverse du type poignée ou entretoise, voire un caisson interne au premier, est destinée à être logée dans la pièce 1 et fixée longitudinalement et transversalement relativement à ladite pièce 1. Dans le mode de mise en oeuvre de la Figure 5, les pièces 1 et 2 sont en appui facial au moins dans la zone 3 de leur assemblage mécanique. On fait comporter à la pièce 2, dans la zone 3 et préalablement aux opérations d'assemblage qui vont être décrites ci-dessous, une cavité 4, par exemple circulaire. Comme représenté sur la Figure 5, la cavité 4 peut traverser de part en part la paroi 5 de la pièce 2 mais, dans le cadre de l'invention, elle pourrait ne s'étendre que sur une partie de l'épaisseur de la paroi en débouchant à l'extérieur vers la pièce 1 dont la paroi 6 est en contact facial avec la paroi 5 au moins dans la zone d'assemblage 3 dans laquelle se situe la cavité 4. En toute hypothèse, la cavité 4 est réalisée dans une partie de la pièce 2 venant en appui contre une partie 3 de la première pièce 1. Lorsque les deux pièces 1 et 2 sont dans leur position relative d'assemblage, en appui l'une contre l'autre, on réalise leur assemblage mécanique définitif et pour cela, dans la zone 3 précitée, on procède à une opération de refoulement de la matière de la pièce extérieure 1, refoulement qui est schématisé par la flèche A et qui est effectué selon l'axe de la cavité 4, de la pièce 1 vers la pièce 2, de façon à déformer la paroi 6 de la pièce 1 et, avec ou sans perforation, à réaliser une saillie 7, de profondeur appropriée, qui vient pénétrer et s'adapter étroitement dans le contour de la cavité 4. Dans son ensemble, la pièce intérieure 2 est choisie suffisamment résistante mécaniquement de façon à pouvoir être utilisée comme une pièce d'appui fixe de retenue de la pièce 1 autour de la zone 3 de refoulement de matière. Sur la Figure 5, à titre d'exemple, on a représenté seulement une zone d'assemblage 3 des deux pièces 1 et 2. Il va de soi qu'il -5- pourrait exister au moins une autre zone d'assemblage, par exemple comme indiqué en 8, pour les parois 5' et 6', respectivement des pièces 2 et 1, ou encore comme indiqué en 3', pour les mêmes parois 5 et 6, à droite et/ou à gauche de la première zone d'assemblage 3. Dans ce premier exemple d'application, la pièce 1 en forme de caisson reçoit intérieurement une pièce 2 qui peut ainsi constituer un embout fixe d'extrémité. Ce type de montage peut par exemple être utilisé pour la réalisation d'un plancher d'échafaudage, l'embout étant alors doté d'une paire de crochets orientés vers l'extérieur de l'assemblage. On a illustré sur la Figure 6 un second mode de mise en oeuvre du procédé selon l'invention. Pour décrire ce mode de mise en oeuvre, on utilisera, par rapport à la Figure 5, les mêmes références numériques pour des éléments identiques, et des références numériques précédées du chiffre 1 pour les éléments similaires ou fonctionnellement équivalents. Dans ce mode de mise en oeuvre, la pièce 1 en forme de caisson est identique à celle de la Figure 5. En revanche, la pièce 12, qui se substitue à la pièce 2, est constituée par un tube transversal, dont la paroi 15 est par exemple cylindrique circulaire et qui est en appui en bout contre la surface intérieure des parois opposées 6 et 6' de la pièce 1. Ce tube constitue une traverse qui peut être utilisée comme entretoise ou comme poignée. L'alésage 14 du tube 12 constitue la cavité dans laquelle, à chaque extrémité dudit tube, vient pénétrer une saillie 7, 7' obtenue par refoulement de la matière de la paroi 6, 6'. Pour réaliser ces saillies 7, 7', on procède de manière similaire à celle qui a été décrite en référence à la Figure 5, à savoir qu'on réalise deux pressions simultanées ou consécutives, schématisées par les flèches A et A', perpendiculairement aux parois 6 et 6', c'est-à-dire suivant la direction longitudinale du tube 12. On obtient ainsi une immobilisation relative des pièces 1 et 12 dans les zones 3 et 8, transversalement à la direction longitudinale du tube 12. Dans les deux modes de mise en oeuvre ci-dessus décrits, la pièce 2, 12 est immobilisée à l'intérieur de la pièce 1, dans la direction parallèle aux parois 6 et 6' de celle-ci, grâce aux saillies 7 et 7', et perpendiculairement à cette direction du fait que la pièce 2, 12 s'appuie contre la surface intérieure des parois opposées 6 et 6'. -6 - L'opération de refoulement d'une partie de la matière de la première pièce 1 dans toute cavité 4, 14 de la seconde pièce 2, 12 afin de réaliser la saillie 7, 7' complémentaire de ladite cavité peut être menée selon différentes techniques. Il peut s'agir par exemple d'un emboutissage, d'un crevé de la matière effectué en direction de la pièce 2, ou encore d'un repoussage de la matière effectué à chaud ou à froid, et ce fonction précisément de ladite matière. La pièce extérieure 1 en forme de caisson peut avoir toutes les sections voulues, par exemple une section rectangulaire fermée 21, dont l'une des deux grandes faces est éventuellement dotée de nervures ou de rainures 22, une section rectangulaire ouverte 23, en forme de C, dont la grande face pleine peut elle aussi être éventuellement dotée de rainures ou de nervures 24, particulièrement utiles dans l'application de l'invention aux planchers d'échafaudage, une section rectangulaire et fermée avec une grande face bombée convexe 25, une section hexagonale 26, ces différentes sections illustrées respectivement sur les Figures 1 à 4 n'étant bien sûr aucunement limitatives. Tous les caissons en question ont été pour simplication représentés horizontaux. Il va toutefois de soi que cette disposition n'est elle non plus aucunement limitative et que, tant au cours de sa réalisation qu'au cours de son exploitation, l'assemblage des pièces 1 et 2 peut avoir une disposition essentiellement verticale ou une disposition inclinée sur l'horizontale. Dans l'application préférentielle de l'invention aux planchers d'échafaudage, illustrée sur les Figures 7 à 9, le caisson 23 en C est destiné à recevoir à chacune de ses deux extrémités 27 un embout 28 (Figures 7 et 8) et à recevoir accessoirement, disposées de place en place entre lesdites extrémités 27, des poignées réalisées sous la forme de tubes cylindriques 12 (Figure 9). En référence aux Figures 7 et 8, la seconde pièce 2, c'est-à- dire l'embout 28 a essentiellement la forme d'un U dont l'âme 29 va s'appliquer à l'extrémité 27 de la première pièce en forme de caisson 23 et dont chacune des deux ailes 30 va venir en appui contre la face interne d'une première aile 31 du caisson 23. Sur la face externe de l'âme 29 se trouvent déjà soudés, avant galvanisation de cette pièce 28, deux crochets permettant de suspendre le plancher assemblé qui sont repérés sous la forme de zones hachurées 32 délimitées par des traits mixtes. Sur chaque aile 30 sont également prévus, de fabrication, trois trous traversants 4 régulièrement espacés. Tant pour parfaire l'assemblage qui va maintenant être décrit que pour rigidifier la pièce 28, cette dernière présente également un retour supérieur 33 à 90 qui s'étend continument de l'extrémité libre d'une aile 30 à l'extrémité libre de l'autre aile 30 et un retour - 'X - inférieur 34 à 90 qui s'étend seulement le long du bord inférieur de l'âme 29 et qui est espacé des bords inférieurs des ailes 30 d'une distance légèrement supérieure à l'épaisseur de la tôle galvanisée constitutive du caisson 23. Le retour continu 33 vient en appui dans l'assemblage contre la face interne de l'âme 35 du caisson 23 tandis que, dans ce même assemblage, le retour 34 vient en appui contre la face externe des deuxièmes retours 36 du caisson 23. Eventuellement, le bord inférieur de chaque aile 30 est pourvu de son propre retour 37 à 90 qui vient se loger contre la face interne du deuxième retour 36 du caisson 23, entre la première aile 31 et la troisième aile 38 (Figure 8). L'assemblage des deux pièces galvanisées 23, 28 est réalisé en atelier, par exemple par emboutissages effectués au droit des zones 3 repérées par des hachures à la Figure 7. Les emboutis 7, par pénétration dans les trous 4, garantissent l'assemblage mécanique définitif desdites deux pièces. Des orifices circulaires ou allongés 39 peuvent être percés dans l'âme 35 du caisson 23 de façon à favoriser l'écoulement des eaux pluviales et à améliorer l'adhérence des chaussures des ouvriers se déplaçant et travaillant sur l'échafaudage. En référence à la Figure 9, la seconde pièce 2, c'est-à-dire la poignée 12, est assemblée mécaniquement au caisson 23 par la mise en oeuvre du procédé qui a été largement décrit ci-dessus. La pièce 2 est logée dans le caisson, entre les premières ailes 31 de celui-ci, et elle repose à proximité de chacune de ses deux extrémités 39 dans une échancrure demi-circulaire pratiquée en partie supérieure de chacune des troisièmes ailes 38 dudit caisson. Toujours à la suite d'emboutissages effectués en regard de ces échancrures, au droit des extrémités de la pièce 2, on réalise des emboutis 7 qui pénètrent dans l'alésage 14 de ladite pièce et qui garantissent l'immobilisation longitudinale et transversale de cette dernière, qui peut alors remplir son rôle de poignée. En variante de cette dernière construction, il est possible de prévoir que les troisièmes ailes 38 du caisson profilé 23 soient continues d'une extrémité transversale à l'autre dudit caisson, et que, avant la réalisation des emboutis 7, la seconde pièce 2 soit alors logée dans le caisson et y fasse l'objet d'une fixation provisoire grâce à la prévision, à proximité de chacune des deux extrémités 39 de ladite seconde pièce, d'une entaille sensiblement demi- circulaire, repérée par les traits pointillés 40, pratiquée transversalement à l'axe longitudinal 41 de ladite seconde pièce. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de mise en oeuvre qui ont été décrits. On pourrait au contraire concevoir diverses variantes sans sortir pour autant de son cadre. -8- REVENDICATIONS 1) Procédé d'assemblage mécanique définitif de deux pièces (1, 2, 12) dont l'une au moins est en forme de caisson profilé (1), ouvert ou fermé, à l'intérieur duquel est logée la seconde pièce (2, 12), caractérisé en ce qu'il consiste: à ménager préalablement au moins une cavité (4, 14) dans la seconde pièce (2, 12), dans une partie de celle- ci venant en appui contre une partie (3, 3', 8) de la première pièce (1); à placer les deux pièces dans leur position relative d'assemblage, en appui l'une contre l'autre; à réaliser une saillie (7, 7') sur la première pièce (1), au droit de la cavité (4, 14), par refoulement vers la seconde pièce de la matière de la première pièce, ladite seconde pièce constituant alors une pièce d'appui fixe de retenue de la première pièce au moins autour de la zone (3, 3', 8) de refoulement de matière; et à faire pénétrer cette saillie (7, 7') dans la cavité complémentaire (4, 14) préalablement ménagée dans la seconde pièce (2, 12). 2) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux pièces (1, 2) sont en appui facial au moins dans la zone (3, 3', 8) de la saillie (7) et de la cavité complémentaire (4). 3) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la seconde pièce (12) est en appui en bout contre la première pièce (1). 4) Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que la seconde pièce (12) est un tube dont l'alésage (14) constitue la cavité complémentaire. ) Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le refoulement de matière est réalisé avec ou sans perforation de ladite matière. 6) Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que le refoulement de matière est obtenu par emboutissage, par crevé de la matière ou par repoussage de la matière, à chaud ou à froid. 7) Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la cavité (4, 14) est borgne. 8) Procédé selon l'une des revendications 1 et 4 à 6, caractérisé en ce que la cavité (4) est un trou traversant percé dans une paroi (5, 5') de la seconde pièce (2). 9) Procédé selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'une au moins des deux pièces (1, 2, 12) est en métal, notamment en acier galvanisé. - 9- ) Procédé selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que l'une au moins des deux pièces (1, 2, 12) est en matière plastique. 11) Procédé selon l'une des revendications i à 10, caractérisé en ce que la seconde pièce constitue un embout extrême (2) de fermeture du caisson ou une traverse (12), notamment pour former une poignée ou une entretoise. 12) Assemblage mécanique définitif de deux pièces dont l'une au moins est en forme de caisson profilé (1), ouvert ou fermé, à l'intérieur duquel est logée la seconde pièce (2, 12), ledit assemblage ayant été obtenu par la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 11.