Brevet FR2797206A1 — publié le 20010209

PROCEDE DE LIAISON RIGIDE ENTRE UN ELEMENT TUBULAIRE ET UN ELEMENT PLAN METALLIQUE NOTAMMENT APPLICABLE AUX ECHELLES ET ANALOGUES L'invention concerne un procédé de liaison rigide entre un élément métallique tubulaire et un élément métallique plan particulièrement applicable au montage en automatique de barreaux sur des profils ouverts particulièrement dans le domaine des échelles et escabeaux en métal ou équivalents. Dans le domaine des échelles métalliques on entend par profil ouvert, le profil d'un montant n'ayant qu'une ossature plane sur laquelle sont solidarisées les extrémités des barreaux. Jusqu'ici, la liaison mécanique entre l'extrémité d'un barreau et un montant métallique à profil ouvert était couramment obtenue en utilisant des barreaux munis avant montage d'un premier pli radial servant de butée arrière sur la face interne du montant lors de l'encastrement du barreau dans un percement prévu à bonne hauteur dans ledit montant, coopérant, avec un pli embouti réalisé au montage de l'échelle sur l'extrémité du barreau pour venir la contre-serrer sur la face externe du montant. Cette solution notamment décrite dans la demande européenne EP.0 733 773, est particulièrement simple mais elle a pour principal inconvénient d'être difficilement utilisable pour un montage automatisé des barreaux sur les montants à profils ouverts en effet, il n'est pas possible de positionner les deux montants et de faire coulisser à l'intérieur des perçages en regard un barreau unique en raison des plis d'appui prédisposés aux extrémités du barreau, comme il a été dit. On notera accessoirement qu'un tel montage n'assure pas de manière définitive et en tout cas fiable, une liaison du barreau en rotation sur les montants à profils ouverts ceci peut constituer un inconvénient dans certaines utilisations. Toutefois, on connaît encore une autre solution pour solidariser un élément tubulaire à un montant à profil ouvert. Dans ce montage, on utilise des barreaux lisses pouvant librement coulisser dans les percements convenables des montants verticaux ; la solidarisation des barreaux à chaque montant se fait alors obtenue par introduction forcée d'une pièce métallique à l'extrémité des barreaux une fois en place sur les montants, procurant un coincement de chaque barreau â l'intérieur des perçages respectifs sur les profils ouverts. Contrairement à la solution précédente, ce montage peut être automatisé, en revanche il nécessite une pièce supplémentaire pour obtenir la fixation, ce qui élève notablement le coût de liaison ; d'un autre côté, la solidité d'une telle liaison reste relativement aléatoire dans la mesure où l'on joue essentiellement sur l'élasticité métallique du barreau à l'intérieur d'une découpe dans le profil ouvert, ce qui exclu toute résistance à l'effort de cisaillement ou de basculement du barreau par rapport au montant. Pour palier tous ces inconvénients il est proposé selon un objectif général de l'invention un procédé de liaison rigide entre un élément métallique plan et un élément métallique tubulaire, d'axe longitudinal sensiblement orthogonal audit élément plan qui est remarquable par la succession des étapes suivantes - on exécute d'abord un soyage sur l'élément plan centré au point d'intersection (O) avec l'axe ZZ' de l'élément tubulaire comprenant une première découpe de section inférieure et avantageusement homothétique de l'élément tubulaire puis des découpes radiales, toutes issues de (O) et s'étendant un peu au delà de la périphérie de la projection de l'élément tubulaire sur l'élément plan, en nombre limité pour constituer entre les extrémités de deux découpes radiales successives une ligne de pliage à 90 et du même côté extérieur de l'élément plan pour chaque portion de secteur ainsi délimité, - on introduit par l'autre côté intérieur de l'élément plan et selon l'axe ZZ', l'élément tubulaire dans le soyage ainsi obtenu de façon à ce qu'il dépasse le bord externe des secteurs pliés à angle droit d'une distance un peu inférieure à la hauteur de pliage desdits secteurs, - on repousse ensuite vers l'extérieur la paroi à l'extrémité de l'élément tubulaire ainsi positionné pour la replier vers l'arrière en direction de l'élément plan jusqu'à venir entourer par l'extérieur les secteurs du soyage maintenus le long de l'élément tubulaire, c'est-à- dire à angle droit par rapport à la face extérieure de l'élément plat, - on repousse enfin dans le même sens l'ensemble précédent par un nouveau pliage de 90 en direction de l'élément plan amenant les secteurs dans un plan parallèle audit élément avec lequel ils forment une première gorge en U pour contre-serrer fermement l'extrémité de l'élément tubulaire deux fois retroussée pour former une deuxième gorge en U inversé et imbriqué dans la première gorge. Dans ce qui précède, on entend par soyage l'opération par laquelle on obtient le perçage d'une plaque en principe métallique, consistant à effectuer à partir d'un point central du perçage, des découpes radiales déterminant entre elles des secteurs que l'on rabat orthogonalement au moins pour délimiter une ouverture correspondant au perçage souhaité. Selon l'invention, on comprend facilement que la fixation obtenue par le procédé de l'invention, en double U imbriqué, procure une tenue mécanique remarquable entre l'élément tubulaire et l'élément plan dans toutes les directions de l'espace sans qu'il soit nécessaire de recourir à une troisième pièce de liaison et pas davantage à un pré-pliage des éléments tubulaires qui limite comme on l'a vu, le montage en automatique notamment dans les applications aux échelles ou escabeaux. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront mieux de l'exemple qui va être donné pour la mise en #uvre du procédé conforme à l'invention appliqué à titre d'exemple non limitatif à la fabrication d'échelles métalliques à montants ayant un profil ouvert et ce, en référence aux dessins sur lesquels - la figure 1 est une représentation en perspective partielle et en élévation d'une liaison conforme à l'invention montrant dans une coupe partielle la liaison entre le montant vertical à profil ouvert et un barreau lisse horizontal, - les figures 2 et 3 montrent en coupe latérale verticale (2.â,3,â) et en vue de face (2 b,3)2) une vue partielle de l'élément plan sur lequel on a opéré un soyage destiné à recevoir un barreau lisse de section carrée, - la figure 4 est une demi-vue partielle en élévation et en coupe de la première étape d'assemblage d'un barreau lisse dans le soyage exécuté comme dans les figures précédentes sur un élément plan, - la figure 5 représente la dernière étape du procédé conforme à l'invention par laquelle la fixation rigide est obtenue. En référence aux figures et notamment à la figure 1, il sera décrit un exemple particulier de liaison rigide entre un barreau lisse 1 et le montant vertical 2 à profil ouvert par exemple d'une échelle métallique dont bien entendu, tous les barreaux seraient fixés de la même manière aux deux montants verticaux à profil ouvert. Conformément aux figures 2 et 3 il sera maintenant décrit une réalisation particulière d'un soyage effectué préalablement à la liaison rigide sur un montant vertical 2 à hauteur convenable (point 0) pour recevoir un barreau 1. A cet effet et comme représenté sur les figures 2, le montage d'un barreau 1 prévu pour que son axe longitudinal ZZ' coïncide avec le point O du montant 2 comprend d'abord l'exécution d'un soyage tel que défini en préambule : centré sur le point 0, il est d'abord procédé à une découpe centrale 3 par exemple homothétique du barreau 1 mais de section plus petite ; le côté du carré de la découpe 3 sera pris dans cet exemple, égal à la moitié du côté du barreau lisse 1 représenté sur les figures 2 et 3 de manière virtuelle en pointillés il en position telle qu'elle est souhaitée. Il est ensuite procédé à quatre découpes radiales 4 centrées toutes sur le point 0 et se prolongeant suivant les deux diagonales de la découpe 3 pour s'étendre légèrement au delà de la périphérie de la projection en pointillé il du barreau lisse 1 qui doit rester inscrit dans le carré déterminé par les quatre extrémités A,B,C,D des découpes radiales 4 déterminant entre-elles des portions de secteurs 5 dont les bases sont successivement les lignes AB, BC, CD et DA. En référence aux figures 3 il sera alors procédé à une première opération de pliage consistant à amener les portions de secteur 5 en position horizontale (suivant flèche F figure 3a) c'est-à-dire sensiblement à 90 de la face extérieure 21 du montant vertical 2, le pliage s'effectuant suivant les lignes reliant les extrémités de deux découpes radiales 4 successives c'est-à-dire dans notre exemple suivant les lignes AB, BC, CD, et DA. I1 va de soi que le soyage effectué sur un montant vertical 2 qui vient d'être décrit pour accueillir un barreau lisse 1 de section carrée serait facilement adapté par l'Homme de l'Art à toutes formes de barreaux tels que barreaux à sections circulaires ou polygonales ; seul le nombre de radiales 4 serait alors différent, le principe général du procédé qui va être maintenant exposé, restant naturellement le même. Conformément à la figure 4, on introduit ensuite de préférence par le côté intérieur 22 du montant vertical 2 et selon l'axe ZZ', le barreau lisse 1 dans le soyage tel que décrit ci-dessus. Le barreau 1 est introduit dans le sens de la flèche I de la figure 4 dans le soyage de telle manière que son extrémité 6 (à droite sur la figure 4) dépasse l'extrémité distale A'B', BIC', C'D', D'A' des portions de secteurs 5 tels que pliés à angle droit dans les étapes précédentes ; l'extrémité 6 du barreau 1 est positionnée par rapport à la ligne du bord A'B' d'un secteur 5 d'une valeur un peu inférieure à la hauteur de pliage desdits secteurs 5, équivalent à la distance entre les deux lignes AB et A'B', etc ... On repousse ensuite par un outil classique d'emboutissage disposé à l'extrémité 6 du barreau 1, la paroi de ce dernier de telle manière qu'elle soit retroussée vers l'extérieur du barreau comme indiqué par la flèche G de la figure 4 ; le repoussement de la matière s'effectue jusqu'à amener la paroi du barreau 1 autour et au dessus des secteurs 5 qu'elle vient donc totalement entourer par un pliage à 180 vers l'arrière, c'est-à-dire en direction de la paroi extérieure 21 de l'élément vertical 2. En référence à la figure 5 on repousse enfin et dans le même sens que précédemment par un outil adapté que maîtrise parfaitement l'Homme du Métier, l'ensemble précédemment obtenu et montré sur la figure 4 grâce à un nouveau pliage de 90 , figuré par la flèche H sur la figure 5, toujours en direction du montant vertical 2 ce qui a pour effet d'amener les secteurs 5 dans un plan sensiblement parallèle audit montant 2 avec lequel d'ailleurs il forme une première gorge en U entre les branches duquel l'extrémité 6 du montant 2, deux fois retroussée comme il vient d'être dit, vient s'imbriquer pour former une deuxième gorge en U inversé, assurant ainsi un contre-serrage 'de l'ensemble sur la paroi extérieure 21 du montant vertical 2. De cette façon on obtient une liaison extrêmement rigide puisque le'barreau 1 se trouve alors solidarisé au montant 2 non seulement dans son axe longitudinal ZZ' mais encore en rotation autour du même axe et naturellement dans les plans verticaux et plus spécialement en basculement ou en cisaillement du barreau par rapport au montant 2, ce qui n'était obtenu précédemment qu'au prix d'une pièce complémentaire de liaison comme il a été dit. on comprend bien qu'un tel procédé constitue un avantage décisif notamment lorsqu'il est appliqué au montage en automatique des barreaux 1 d'échelles, escabeaux ou analogues dont les montants 2 sont à profil ouvert puisqu'il suffit alors de préparer les deux montants en effectuant les soyages au point de liaison de chaque barreau comme il a été dit précédemment, d'introduire ensuite lesdits barreaux prédécoupés à la dimension voulue et avantageusement lisses 1 au travers des soyages en correspondance en s'étendant vers l'extérieur des montants 2 en regard, d'effectuer enfin le double retroussage des extrémités 6 de chaque barreau 1 pour obtenir une liaison définitive avec les montants 2 telle que décrite plus haut. REVENDICATIONS 1 - Procédé de liaison rigide entre un élément métallique plan (2) et un élément métallique tubulaire (1) d'axe longitudinal ZZ' sensiblement perpendiculaire audit élément plan caractérisé par la succession des étapes suivantes - on exécute d'abord un soyage sur l'élément plan (2) centré au point d'intersection (O) avec l'axe ZZ' de l'élément tubulaire (1) comprenant une première découpe (3) de section inférieure et avantageusement homothétique de l'élément tubulaire (1) puis des découpes radiales (4), toutes issues de (O) et s'étendant un peu au delà de la périphérie de la projection (11) de l'élément tubulaire sur l'élément plan, en nombre limité pour constituer entre les extrémités (AB,BC,CD,DA) de deux découpes radiales (4) successives une ligne de pliage à 90 (F) et du même côté extérieur (21) de l'élément plan (2) pour chaque portion de secteur (5) ainsi délimité, - on introduit par l'autre côté intérieur (22) de l'élément plan (2) et selon l'axe ZZ', l'élément tubulaire (1) dans le soyage ainsi obtenu de façon à ce que son extrémité (6) dépasse le bord externe (A'B',B'C',C'D',D'A') des secteurs (5) pliés à angle droit d'une distance un peu inférieure à la hauteur de pliage desdits secteurs (5), - on repousse ensuite vers l'extérieur la paroi à l'extrémité (6) de l'élément tubulaire (1) ainsi positionné pour la replier vers l'arrière (G) en direction de l'élément plan (2) jusqu'à venir entourer par l'extérieur les secteurs (5) du soyage maintenus le long de l'élément tubulaire (1), c'est-à-dire à angle droit par rapport à la face extérieure de l'élément plat (2), - on repousse enfin dans le même sens l'ensemble précédent par un nouveau pliage de 90 (H) en direction de l'élément plan (2) amenant les secteurs (5) dans un plan parallèle audit élément avec lequel ils forment une première gorge en U pour contre-serrer fermement l'extrémité (6) de l'élément tubulaire deux fois retroussée pour former une deuxième gorge en U inversé et imbriqué dans la première gorge. 2 - Procédé de liaison rigide selon la revendication 1 entre un élément tubulaire (1) à section carrée et un élément plan caractérisé en ce que la première découpe (3) du soyage sur l'élément plan (2) est un carré dont les côtés sont parallèles à la direction des faces de l'élément tubulaire (1) telles qu'elles doivent être après la fixation, les découpes radiales (4) s'étendent suivant les diagonales dudit carré et les lignes de pliage AB,BC,CD,DA) des quatre portions de secteur (5) coïncident avec les quatre faces de l'élément tubulaire (1) introduit dans le soyage du côté intérieur (22) de l'élément plan (2), lesdits secteurs étant alors au contact de chaque face de l'élément tubulaire carré (1) dont l'extrémité (6) est ensuite deux fois retroussée vers l'extérieur contre l'élément plan (21). 3 - Application du procédé de liaison selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, au montage en automatique des barreaux d'échelle (1), d'escabeau ou analogue dont les montants (2) sont à profil ouvert caractérisé en ce qu'on prépare les deux montants à profils ouverts en effectuant les soyages aux points de liaison (O) de chaque barreau (1) puis on introduit les barreaux prédécoupés à la dimension voulue au travers des soyages en correspondance s'étendant vers l'extérieur des montants (2) en regard et on effectue le double retroussage des extrémités (6) de chaque barreau (1) procurant leur liaison définitive aux montants (2).