Brevet FR2886187A1 — publié le 20061201

Domaine de l'invention La présente invention concerne la manufacture d'objets à partir de pièces métalliques assemblées et selon une application plus particulière, retenue ici à titre d'exemple de mise en oeuvre, l'invention concerne la fabrication de pièces métalliques constituant des accessoires de construction du bâtiment. On connaît notamment dans cette application des pièces métalliques utilisées pour assurer la jonction de parois se situant dans des plans se recoupant; ces pièces métalliques en forme 1 o générale de dièdres ou à base de pièces diédriques assemblés ou de forme linéaire( notamment de parois formant cornières et de section en forme de L) sont notamment utilisées pour obtenir une jonction étanche entre un mur ou paroi verticale et le pan de toit, généralement couvert de tuiles et venant s'appuyer sur le dit mur; ou encore pièces linéaires pour obtenir une jonction étanche entre les 2 pentes de toit qui constituent un faîtage. Dans le cas d'un appui simple toit contre mur, la jonction peut s'effectuer au moyen d'un solin, comportant un pan vertical venant faire corps par insertion ou scellement dans le dit mur, ce pan vertical étant raccordé à sa base à un pan formant bavette venant recouvrir le départ des tuiles ou éléments de couverture. Dans le cas d'un appui toit contre souche de cheminée traversant le dit toit, on utilise de la même façon un cadre, notamment quadrangulaire; chacun des quatre cotés du cadre constitue un mini solin dont une face verticale s'appuie par scellement sur une face de la souche, tandis qu'un pan inférieur forme bavette de recouvrement du toit en périphérie de la souche. Dans le cas d'un faîtage, la jonction peut s'effectuer au moyen d'un closoir,comportant une coque horizontale au centre raccordée de part et d'autre à 2 bavettes venant recouvrir le départ des tuiles du toit. Exposé de l'art antérieur La conformation de tels solins ou closoirs ou cadre de souche de cheminée utilisés généralement pour former la paroi verticale d'une pièce métallique découpée à partir d'un feuillard en tôle d'acier galvanisé, aluminium ou zinc; le pan devant fournir la bavette est généralement constitué d'une feuille de plomb rapportée et prolongeant vers l'extérieur la pièce métallique. Le plomb est en effet recherché pour sa malléabilité, ce qui permet par déformation d'adapter la feuille venant recouvrir le départ du toit pour lui faire épouser la configuration superficielle des tuiles et procurer une bonne étanchéité, toujours problématique dans la zone de jonction entre deux plans La conjonction de deux matériaux, savoir la feuille métallique rigide d'une part et la feuille 15 malléable d'autre part pose de son coté le problème d'une nécessaire solidarisation apportant d'une part étanchéité et d'autre part cohésion complète et définitive. A cet effet dans les techniques connues la feuille malléable et la feuille rigide sont assemblées: - par sertissage; les bords de contact des deux feuilles sont appareillés par superposition bord à bord, et repliés ensemble, selon un ou deux plis, ce qui procure une solidarisation et une étanchéité satisfaisante, la feuille malléable étant prisonnière entre les plis de la feuille métallique rigide. -par pincement; les bords de contact des 2 feuilles sont aussi appareillés par superposition,une 2eme feuille métallique vient prendre en sandwich la feuille malléable dans l'angle, le bord de cette 2éme feuille métallique, dépassant la feuille malléable,est fixé par vis ou soudure par point au dessus de la feuille malléable. - par soudure; les bords de la feuille métallique ( zinc) et malléable ( plomb) sont reliés par un apport de soudure plomb. Cette technique de manufacture nécessite des opérations et manipulations successives lourdes et coûteuses en temps de main d'oeuvre, d'autant que dans le cas d'un cadre d'étanchéité de souche de cheminée la manoeuvre intéresse quatre cotés de la pièce, situés dans des plans différents. But de l'invention L'invention vise à remédier à ces inconvénients et propose un procédé de fabrication, et les produits résultant de la mise en oeuvre du procédé, permettant la solidarisation dans les éléments et pièces de jonction et d'étanchéité précédemment spécifiés de deux matériaux ou pans évitant les longues manipulations des procédés connus. L'invention vise par ailleurs à améliorer les caractéristiques de résistance mécaniques, d'étanchéité et de tenue au vieillissement ou aux chocs des pièces de jonction spécifiées et utilisées dans le bâtiment. Caractéristiques de l'invention A cet effet l'invention concerne un procédé d'assemblage d'une pièce constituée d'une part d'une structure métallique rigide et d'autre part d'un élément périphérique d'étanchéité en feuille malléable et apte à être déformé lors de son implantation sur site d'utilisation et caractérisé en ce que: a) l'élément déformable est déroulé sous forme d'une nappe depuis un rouleau de stockage et soumis à avancement pas à pas dans les opérations suivantes: b) la nappe est soumise à une opération de découpe de façon à détourer un flan évacué de façon à dégager les bords devant venir en superposition et solidarisation avec la pièce métallique rigide, c) la feuille déformable reçoit sur les dits bords découpés la dépose d'un cordon de liant approprié d) on dépose sur la dite feuille la pièce métallique rigide dont les bords sont positionnés sur les bords, garnis du liant, de la nappe en feuille déroulée, e) on soumet à pression la pièce métallique en position sur la feuille déformable pendant le temps nécessaire à la prise minimale du liant, f) on découpe la feuille deformable transversalement de façon à séparer la pièce nouvellement assemblée de la feuille amont et on évacue la dite piéce vers un poste de stockage. De préférence la nappe de matériau déformable est constituée de plomb en feuille L'invention concerne une application du procédé ci-dessus défini à la fabrication d'un élément d'étanchéité pour toute structure de section quadrangulaire s'élevant d'un toit, telle une souche de cheminée, et constitué d'un cadre métallique rigide quadrangulaire dont les cotés sont de section en forme de L, le pied du L étant orienté vers l'extérieur et se prolongeant par une bavette périphérique en matériau déformable De préférence le liant déposé sur les bords découpés de la feuille déformable est à base de silicone Et avantageusement la feuille, notamment de plomb, subit avant son entrée dans le cycle opératoire une préparation de surface comportant un dégraissage en phase humide au moins sur la face destinée à recevoir la solidarisation de la pièce métallique rigide, le produit actif de 1 0 dégraissage étant de nature alcaline; L'invention concerne encore une chaîne de fabrication de pièces de jonction étanche du type spécifié, comportant un poste de déroulement d'une nappe en matériau déformable, notamment depuis un rouleau de plomb en feuille, des moyens d'avancement pas à pas de la nappe, un poste de découpe automatique d'un flan propre à être évacué, un poste de dépose d'un cordon de liant autour des bords découpés, un poste de dépose et de mise sous pression de la structure métallique rigide en superposition sur la dite nappe et un poste de découpe transversale de la nappe séparant la pièce terminée Et de préférence les opérations mécaniques de la dite chaîne de montage sont sous le contrôle d'un microprocesseur programmable L'invention concerne une pièce d'étanchéité obtenue selon le procédé spécifié et conformant un cadre de souche de cheminée,une tuile ( ou plaque) à douille pour l'étanchéité au passage d'un conduit rectangulaire ou circulaire au travers du toit, un solin entre mur et toit en appentis, ou un closoir en sommet de faîtage du toit. Et de préférence le sommet vertical du cadre métallique comporte des inégalités de surface, reliefs ou découpes marginales permettant le scellement de la pièce sur site, les dits bords étant noyés dans le mortier de scellement D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront encore de la description qui suit et qui est donnée en rapport avec une forme de réalisation de l'invention présentée, en se référant aux dessins annexés et à titre d'exemple non limitatif. Identification des figures La figure 1 représente une vue schématique en coupe longitudinale verticale d'une chaîne de 5 fabrication appliquant le procédé de l'invention, dont la figure 2 représente, en correspondance, une vue en plan La figure 3 représente une vue de détail en élévation latérale d'un cadre d'entourage de socle de cheminée fabriqué conformément a la présente invention Description détaillée d'un exemple On voit selon la figure 1 et la figure 2 l'avancement selon la flèche F d'une nappe de plomb en feuille 2, déroulée depuis une réserve sur bobine ou rouleau 3 située à un poste initial où s'effectuent les opérations de préparation de surfaçage de la feuille sur sa face supérieure ou extérieure par rapport au rouleau. Le rouleau peut être déroulé selon son axe de rotation 4, sur lequel il est par exemple monté fou, la nappe 2 étant appelée pas à pas par des moyens (conventionnels et non représentés) d'avancement par étapes successives selon un plan horizontal pour être soumise aux opérations ciaprès décrites. Au poste initial d'alimentation du plomb en feuille sont disposés des moyens de traitement de surface et constitués d'une part de moyens mécaniques tels une ou plusieurs brosses rotatives 5, complétés par des moyens chimiques, notamment une solution de lavage et spécialement de dégraissage comportant à titre d'agent actif un composé alcalin; cette solution 6 est contenue dans une reserve 7 disposée en dessous du rouleau et dans laquelle est immergée la partie inférieure de la brosse rotative 5, se rechargeant ainsi en permanence en produit de nettoyage/degraissage. A l'extérieur et en aval de l'opération de nettoyage/dégraissage une brosse cylindrique 8a est appliquée sur la surface extérieure (ou supérieure) de la nappe encore en place sur le rouleau avec projection d'un liquide de rinçage; ce dernier est suivi d'un passage sous rampe infra rouge 8b, ou projection d'air chaud, aux fins de séchage de la face supérieure de la dite nappe, laquelle se présentera aux postes des phases ultérieures. La nappe ainsi préparée (dépoussiérée, sèche et dégraissée) se présente au poste 9 de découpe centrale et de pose d'un liant; ces deux opérations pouvant être relativement simultanées ou successives: à cette fin le poste 9 comporte un outil automatique et à commande programmée de découpe selon un tracé de préférence quadrangulaire 10 isolant au centre de la nappe un flan mort constituant une chute 10a, dont l'évacuation ultérieure dégage une ouverture quadrangulaire correspondante. L'outil de découpe est ici représenté sous forme d'un galet 11 dont le déplacement est commandé par un robot supérieur 12 à commande numérique. A ce même poste 9 est prévu un organe de dépose d'un cordon 13 de liant sous forme pâteuse délivré par la buse d'éjection sous pression 13a; cette buse se déplace en suivant un parcours parallèle à celui de l'outil de découpé précédent 11, étant décalé vers l'extérieur, de sorte que le cordon 13 se trouve déposé à proximité immédiate du tracé 10 c'est à dire sur le bord même de l'ouverture quadrangulaire centrale. La manoeuvre de la buse 13a est commandée, parallèlement à la découpe 11, par le robot 12. Selon l'invention la colle ou liant spécifique formant le dit cordon ou bourrelet est une résine à base de silicone et on utilise spécialement dans le cadre du présent procédé le silicone commercialisé sous les références commerciales silicone 5 069 ou silicone 5 900 par la firme Loctite. Le cordon de liant silicone à l'état pâteux à la température ambiante se présente sous la forme d'un bourrelet continu et homogène 13 entourant la découpe 10, et de forme sensiblement cylindrique selon une épaisseur (diamétrale) de 5 à 10 mm et de préférence de l'ordre de 8 mm. La nappe ainsi conditionnée est ensuite appelée au poste ultérieur 14 auquel il est procédé aux opérations, de préférence simultanée, suivantes: tandis que la chute centrale 10a est évacuée par simple gravité, la nappe 2 de plomb en feuille est découpée transversalement pour isoler de la nappe amont une section 2a, qui va constituer la bavette déformable devant être associée et solidarisée au cadre rigide. Le poste 14 comporte à cet effet un outil de découpe 15 commandé pour se déplacer transversalement et réaliser la solution de continuité 16, séparant le segment 2a. Dans le même temps est déposé, manuellement ou mécaniquement le cadre rigide 17 destiné à venir épouser et enserrer le socle de cheminée à protéger et isoler; ce cadre se compose de façon conventionnelle d'une paroi refermée sur elle-même selon un contour quadrangulaire, la paroi etant de profil en L dont le pied 17a est orienté vers l'extérieur pour reposer sur la toiture, l'âme 17b du L étant destinées à venir s'appliquer contre les faces verticales du socle. La découpe centrale 10 sur la nappe de plomb a été calibrée pour correspondre au gabarit du cadre, de telle sorte que l'âme verticale 17b de la paroi du cadre peut se présenter à à l'aplomb des bords constitués par la découpe détourée 10. Le cadre 17 est ainsi déposé au droit de l'ouverture formé par la découpe 10, le pied 17a, venant reposer sur le cordon ou bourrelet 13 de liant siliconé. Un outil de mise sous pression 18 surplombant le cadre en place est mis en action pour appliquer sous pression le cadre contre la découpe de plomb 2a, de façon à écraser le bourrelet de liant qui vient se répandre et s'étaler dans l'interface entre le pied 17a et la feuille 2a. La pression est calculée pour réduire l'épaisseur du bourrelet de liant une fois étendu et écrasé à une épaisseur de l'ordre de 3 mm et sur une largeur de 8 à 20 mm, devant conformer le joint entre plomb malléable et tôle métallique rigide. ; cette pression est maintenue pendant une période convenable. Cette période peut éventuellement se révéler variable en fonction de la température et de l'humidité ambiante; elle est de l'ordre de quelques minutes et peut être déterminée expérimentalement. Une température voisine de 15 à 20 C et une humidité relative de l'ordre de 40 % est souhaitable pour un résultat optimal. Pendant cette courte période une polymérisation de la résine procure une adhérence initiale suffisante qui permettra une manipulation ultérieure de l'ensemble solidaire limitée à l'évacuation de la pièce assemblée. Cet ensemble évacué manuellement ou mécaniquement du poste 14 peut subir une opération d'enroulement des bords 2 b et 2c pour en réduire l'encombrement, la pièce terminée étant déposée de préférence immédiatement dans son conditionnement et laissée au repos pour parachever (pendant une durée de préférence de 120 heures) la polymérisation complète du liant formant joint entre cadre rigide et sa bavette en plomb, qui rend la pièce prête à son emploi. L'accessoire de bâtiment, sous forme d'entourage de cheminée, achevé est représenté à la figure 3 et on y voit que le bord supérieur de l'âme verticale de la paroi du cadre présente un découpage dégageant une succession de languettes verticales 18, 19, séparées par des encoches 21, 22; les languettes sont orientées vers le haut et leur surface est de préférence légèrement gauchie par rapport au plan de la partie inférieure continue de cette paroi: ces découpes destinées à être noyées dans le mortier de scellement permettent une solidarisation définitive en position et sur site d'implantation de la protection ou entourage de socle de cheminée. La liaison entre la feuille de plomb malléable et le cadre métallique rigide, notamment en tôle galvanisée est particulièrement efficace et fiable. Les essais auxquels il a été procédé révèlent une parfaite étanchéité entre les deux éléments solidarisés et des forces de cohésion dépassant largement les normes applicables. Le procédé et les produits selon l'invention permettent non seulement des performances techniques améliorées, mais engendrent des économies du prix de fabrication liés à une réduction du temps de main d'oeuvre nécessaire à cette fabrication; un seul opérateur sur la chaîne ci-dessus décrite peut réaliser en moyenne trente pièces d'entourages de cheminées, contre une cadence de production de l'ordre de cinq à dix pièces dans les procédés de sertissage antérieurs La description qui précède n'a été donnée qu'à titre d'exemple et on pourra en extrapoler les données décrites pour la réalisation d'éléments constructifs voisins, tels des tuiles (ou plaques) à douille au passage d'un conduit rectangulaire ou circulaire au travers du toit, des solins de jonction de murs en appentis, des closoirs en sommet de faîtage de toit, ou structure d'étanchéité de tous éléments en saillie par rapport à une toiture ou paroi. REVENDICATIONS 1 - Procédé d'assemblage d'une pièce constituée d'une part d'une structure métallique rigide et d'autre part d'un élément périphérique d'étanchéité en feuille malléable apte à être déformée lors de son implantation sur site d'utilisation et caractérisé en ce que: a) l'élément déformable est déroulé sous forme d'une nappe (2) depuis un rouleau de stockage (3) et soumis à avancement pas à pas vers les opérations ultérieures: b) la nappe (2) est soumise à une opération de découpe de façon à lui donner la configuration appropriée et en correspondance avec le contour de la structure métallique (17), c) la nappe déformable reçoit sur les dits bords découpés (10) la dépose d'un cordon (13) de liant approprié d) on pose sur la dite nappe (2) la structure métallique rigide (17) dont les parois sont positionnés sur le dit cordon du liant (13) , e) on soumet à pression la structure métallique (17) en position sur la nappe déformable (2) pendant le temps nécessaire à la prise minimale du liant, f) on découpe la nappe déformable transversalement de façon à séparer de sa partie amont le segment (2a) et on évacue la pièce formée de ce segment (2a) et de la structure métallique (17) solidarisés, vers un poste de stockage. 2 - Procédé selon la revendication 1 et caractérisé en ce que la nappe (2, 2a) de matériau déformable est constituée de plomb en feuille 3 - Procédé selon la revendication 1 ou la revendication 2 ci-dessus appliqué à la fabrication d'un élément d'étanchéité pour structure de bâtiment de section quadrangulaire ou circulaire s'élevant d'un toit, telle une souche de cheminée, et cet élément d'étanchéité étant constitué d'une structure métallique rigide quadrangulaire formant cadre (17) dont les parois sont de section en forme de L, le pied (17a) du L étant orienté vers l'extérieur et se prolongeant par une bavette périphérique rapportée, en matériau déformable, et le procédé est caractérisé en ce la nappe (2) devant constituer la dite bavette est découpée selon un tracé (10) quadrangulaire ou circulaire de façon à détourer un flan (10a) propre à être évacué en dégageant un évidemment central correspondant à la géométrie du cadre rigide (17), les parois du cadre etant placées et superposées sur les bords de cet évidemment garni d'un cordon ou bourrelet de liant (13) 4 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 3 ci dessus et caractérisé en ce que le liant déposé sur les bords découpés de la nappe déformable est à base de silicone. - Procédé selon la revendication 2 ou la revendication 3 ou la revendication 4 ci-dessus et caractérisé en ce que la nappe (2) de plomb subit avant son entrés dans le cycle opératoire une préparation de surface comportant un dégraissage en phase humide au moins sur la face destinée à recevoir la solidarisation de la pièce métallique rigide, le produit de dégraissage étant de nature alcaline; 6 - Chaîne de fabrication de pièces de jonction étanche notamment pour le bâtiment, et permettant la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce qu'elle comporte un poste de déroulement d'une nappe (2a) en matériau déformable, notamment depuis un rouleau (3), des moyens d'avancement pas à pas de la nappe, un poste de découpe automatique d'un flan (10a) évacué, un poste de dépose d'un cordon (13) de liant autour des bords découpés, un poste de dépose et de mise sous pression d'une structure métallique rigide (17) reposant sur le cordon de liant et un poste de découpe transversale de la nappe (2) en séparant un segment terminal (2a) solidaire de la structure métallique et conformant la pièce terminée 7 - Chaîne de fabrication selon la revendication 6, caractérisée en ce que les opérations mécaniques (11, 13, 15) de la dite chaîne sont sous le contrôle d'un microprocesseur programmable (12). 8 - Pièce d'étanchéité pour le bâtiment obtenue selon le procédé conforme à l'une des revendications 1 à 5 et conformant un cadre de souche de cheminée ou un solin entre mur et toit en appentis ou un closoir en faîtage de toit, caractérisé en ce qu'il comporte une paroi d'appui vertical sur le mur récepteur et le sommet ou bord supérieur de cette paroi verticale comporte des inégalités de surface, reliefs ou découpes marginales (20, 21) dégageant notamment des languettes (18, 19) permettant le scellement de la pièce sur site, les dits bords à languettes étant noyés dans le mortier de scellement