Brevet FR2959268A1 — publié le 20111028

-1- L'invention concerne une échelle d'échafaudage, ou destinée à toutes autres utilisations, et dont les échelons sont assemblés perpendiculairement et solidairement aux montants verticaux. Traditionnellement les échelles de ce type sont constituées de montants de sections fermées et de formes différentes telles que carrées ou rondes, et de montants de sections fermées et de formes différentes, telles que rondes ou parallélépipédiques. L'assemblage des échelons aux montants est actuellement réalisé par soudure, par vissage, ou encore par sertissage extérieur. Il est reconnu que ces types d'assemblage sont délicats à réaliser, couteux en main d'oeuvre, et qu'ils présentent des risques de rupture de soudure, de dévissage et pour les versions serties qu'ils présentent des risques à l'utilisation, notamment des ruptures de doigts des mains lors de leur introduction accidentelle, à la montée ou à la descente de l'échelle, dans les trous laissés par le sertissage de l'extrémité des échelons sur le côté extérieur des montants. L'invention a pour objet de remédier à ces aléas notamment en termes de coûts de 15 fabrication, de fiabilité, de qualité esthétique et de sécurité d'utilisation. L'invention propose donc une conception d'échelle d'échafaudage métallique (voir FIG 1-1,1-2,1-3) par exemple en aluminium à échelons tubulaires (1), de section avantageusement triangulaire et de montants de section parallélépipédique (2) avantageusement rectangulaires, caractérisée en ce que l'échelon est rétreint légèrement conique de l'ordre de 2 à 4° en ses deux extrémités (3) et (4), à une profondeur (10) de l'ordre de 1 à 3 millimètres sur une longueur (5) de 3 à 10 millimètres supérieure à l'épaisseur de la paroi du montant (6), et comportant 3 fentes (25-26-27) usinées lors de la réalisation du rétreint de l'échelon dans les angles du triangle de l'échelon sur la quasi longueur rétreinte, afin de simplifier l'opération de formage, de simplifier l'outil, et de minimiser les efforts à mettre en oeuvre. Les extrémités des dits échelons sont emmanchées chacune à force dans un trou poinçonné (7) à bonne hauteur, et selon un pas convenu, dans les parois intérieures (8) des dits montants. La FIG 2 montre qu'il résulte de cette façon de procéder que les échelons (1) préparés sont, à ce stade, serrés dans les trous (7) percés dans les montants (2) et bloqués solidairement dans les dits montants. Il faut noter que la forme des échelons doit être judicieusement choisie comme par exemple triangulaire pour éviter tout risque de rotation de l'échelon dans le montant. De plus une section triangulaire permet de répartir de façon idéale les efforts et les forces 20 25 30 -2- exercés sur le périmètre du trou triangulaire correspondant percé dans les montants lors de l'utilisation de l'échelle. Les FIG 3-1,3-2 montrent que de façon avantageuse, les extrémités des échelons rétreintes gardent leur forme triangulaire. Ce rétreint de l'extrémité des tubes sur 3 à 10 mm de longueur est légèrement conique de 2 à 4 degrés et la section la plus petite correspond à la dimension du trou percé (7) dans le montant. Elle est calculée pour permettre une introduction aisée qui assurera le serrage de l'échelon dans le trou percé (7) du montant au fur et à mesure de son introduction. L'escalier créé par le transfert de la partie retreinte et de la partie initiale de l'échelon assure une butée (14) qui vient en contact avec la paroi extérieure du montant, assurant ainsi le blocage de la pénétration de l'échelon dans le trou du montant. Cette mise en butée correspond très exactement au serrage maximum souhaité de l'échelon dans le trou du montant. Cette butée assure également, puisque tous les tubes sont retreints et préformés sur la même longueur, et après mise en place de tous les échelons dans tous les trous correspondants des montants, un parallélisme des deux montants. Cette butée assure également pour tous les échelons la côte de dépassement des parties retreintes des échelons à l'intérieur des montants, et ce de manière fiable et répétitive. Lorsque l'échelon est ainsi positionné dans le montant, les extrémités dépassantes à l'intérieur des montants vont être repliées de telle manière que des languettes (16-17-18) correspondant aux trois côtés du triangle de la forme initiale de l'échelon viennent en contact avec les surfaces correspondantes situées autour des trous réalisés dans les montants. Ces trois languettes repliées à force vont venir se plaquer intimement sur ces surfaces, la combinaison de la force de déformation, de la pression d'appui exercée et de l'élasticité des parois des montants va provoquer le sertissage irréversible de l'échelon d'un côté intérieur par l'action des languettes (16-17-18) sur les parois internes (8) des montants et de l'autre côté extérieur sur la butée mécanique (14) formée par la différence de section de la partie initiale et de la partie rétreinte de l'échelon. Cette façon de procéder est couramment utilisée en assemblage dans le cas ou des assemblages très rigides, indémontables, indéformables et puissants sont nécessaires ; - les FIG 3-1,3-2 montrent donc une portion d'échelle ou l'on peut voir l'échelon (1) inséré dans le montant (2) et dont les languettes repliées (16-17-18) sertissent l'épaisseur de paroi du montant (2) contre la butée (14) créé sur l'échelon. L'assemblage ainsi obtenu est mécaniquement très résistant et durable dans le temps et répond parfaitement aux contraintes et sollicitations demandé pour ce produit. -3- La suite de la description va permettre de mieux comprendre la mise en oeuvre de ce nouveau concept d'assemblage d'une échelle d'échafaudage tel que décrit précédemment. Afin de réaliser le pliage puis le formage puis le sertissage des languettes (16-17-18) à l'intérieur des montants, un procédé spécifique est utilisé. Un outil de formage/emboutissage/repoussage (19) est introduit dans le montant (2). les FIG 4-1 et 4-2 montrent schématiquement la conception de cet outil. Les FIG 5-1 et 5-2 montrent schématiquement le principe de fonctionnement de l'outil Cet outil (19) va se déplacer à l'intérieur des montants d'une extrémité à l'autre, du bas vers le haut de l'échelle. Cet outil va rencontrer au fur et à mesure de son avance la fente inférieure (20) de la partie triangulaire rétreinte (5) de l'échelon mis en place à l'intérieur du montant. Si l'outil présente une pointe (21) en son extrémité supérieure, son déplacement axial va l'introduire dans la fente du sommet bas (20) de la partie triangulaire de l'échelon. Le déplacement de l'outil est réalisé à vitesse constante judicieusement choisie et contrôlée pour assurer l'effet recherché. La poursuite du mouvement de l'outil va progressivement repousser les languettes (16-17-18) formées de part et d'autre de la pointe (21) de l'outil (19), par l'intermédiaire des lèvres (23) de travail usinées sur les faces du triangle et destinées à former, par repoussage, les languettes, et à les forcer progressivement contre les parois intérieures du montant. Le déplacement continu de l'outil se poursuivant, sa pointe (21) arrive en contact avec la base (24) du triangle de l'échelon, la pousse en son milieu, puis la repousse vers le haut progressivement. La forme de l'outil permettra aux languettes ainsi constituées de se déformer et de venir se plaquer puis se sertir contre la paroi interne du montant. les FIG 3-1 et 3-2 montrent l'intérieur du montant avec les languettes (16-17-18) de l'échelon repliées, après passage de l'outil. Pour arriver à ce résultat, il est nécessaire que la largeur (31) de l'outil soit correctement défini afin d'exercer et d'assurer la force de sertissage nécessaire au bon résultat final. Pour cela des patins de glissement ou des rouleaux ou tous autres systèmes mécaniques (32) installés sur l'outil permettent, lorsque l'outil est dans sa position d'écrasement maximum des languettes, de permettre le mouvement aisé d'avance du dit outil ainsi que la reprise des effort de sertissage des languettes sur le côté du montant intérieur lisse opposé au côté ou l'échelon introduit est serti. Lorsque le premier échelon est ainsi serti, le deuxième subi la même opération, jusqu'au dernier, situé en sortie haute du montant. -4- A noter qu'avantageusement des nervures de renfort (28) sur les cotés intérieurs des montants, adjacents aux trous de passage (7) des échelons percés dans les montants peuvent, si besoin était, être réalisé lors de l'opération de poinçonnage des trous et dans le même temps de cycle que les dits poinçonnages. Ces renforts (28), réalisés par emboutissage, sont judicieusement dimensionnés, de formes idéales, de profondeur nécessaire et disposées autour des trous percés dans les montants de façon à assurer un gain de rigidité, si besoin était, à la toile intérieure des montants poinçonnée des trous de passage des échelons. - les FIG 6-1 et 6-2 montrent des exemples de ce que pourraient être ces nervures 10 embouties (28). L'invention permet donc d'obtenir une liaison des échelons dans les montants de l'échelle. Cette liaison est réputée très résistante aux efforts mécaniques liés à son utilisation. De plus le sertissage réalisé est indémontable, invariable dans le temps, irréversible et permet d'obtenir une esthétique parfaite côté extérieur des montants qui ne 15 présente alors que des surfaces lisses exemptes de trous ou bouchons d'obturation de trous ou encore d'excroissances. L'invention permet également d'obtenir une échelle qui présente toute les garanties de sécurité des personnes utilisatrices, car le fait que les côtés extérieurs des montants soient lisses et sans trou annule tout risque d'accident lié à l'introduction malencontreuse des doigts des mains dans les trous des montants, existants 20 dans les produits actuels, lors de son utilisation pour monter et descendre l'échelle. Concernant le procédé de fabrication, ce dernier est très avantageux, car pouvant s'automatiser simplement. Cette automatisation peu prendre différentes formes, de la semi automatisation, jusqu'à une automatisation complète. Dans tous les cas et principalement en ayant recours à l'automatisation complète, les coûts de fabrication sont 25 considérablement diminués par rapport aux coûts de production des produits actuels qui nécessitent des outillages lourds et complexes, couteux à mettre en oeuvre, long en temps de cycle, nécessitant des préparations amonts des composants, et des opérations de finition après sertissage. La suite permet de développer des solutions pour la mise en oeuvre des moyens et 30 méthodes de réalisation de l'échelle décrite par l'invention. A titre d'exemple l'invention telle que décrite précédemment pourrait se réaliser en mettant en oeuvre les principes de fabrication qui suivent. - la FIG 7 montre le principe de ce qui est décrit à la suite L'outil (19) de formage, pliage sertissage tel que décrit précédemment à la FIG 4 est fixé 35 sur une vis sans fin (30) de longueur supérieure à la longueur du montant, elle-même -5- intérieure au montant (2). L'outil est entrainé en translation par la rotation de la vis sans fin, son point de départ étant une extrémité du montant et correspondant au bas de l'échelle et son point d'arrivée le haut du montant correspondant au haut de l'échelle. L'outil (19) monté sur la vis sans fin coulisse librement dans l'intérieur du montant. Son mouvement d'avance va faire se rencontrer sa partie haute en pointe (21) avec l'angle bas (20) de la forme triangulaire de l'échelon (1) inséré dans le trou du montant de l'échelle tel que décrit précédemment. Comme expliqué précédemment, le mouvement continu de l'outil lié à la rotation de la vis sans fin et sa forme particulière va plier progressivement les languettes (16-17-18) de la partie rétreinte de l'échelon dépassant à l'intérieur du montant. Au fur et à mesure de son avance la forme de l'outil va pousser les dites languettes progressivement contre la surface intérieure du montant. La forme particulière de l'outil est également conçue de telle manière à ce que le bas de l'outil en fin de glissement sur les languettes permette l'écrasement complet des dites languettes sur l'intérieur du montant assurant par là-même le sertissage irréversible de l'épaisseur de la paroi du montant entre les dites languettes et la butée réalisée sur le tube échelon lors du rétreint de son extrémité. Les deux côtés de l'échelle, donc les deux montants, peuvent être traités simultanément, avec, dans chaque montant, le même équipement tel que décrit ci-dessus. Une variante avantageuse pour le temps de réalisation de ce qui précède serait de multiplier le nombre d'outils (19) positionnés sur la vis sans fin de manière judicieuse pour que l'avance de la vis et la position des outils fixés sur cette dernière permette de réaliser plusieurs sertissages d'échelons en même temps. Poussé au maximum, il pourrait s'envisager autant d'outils que d'échelons à sertir, ce qui revient à dire que le déplacement d'un pas d'échelon de la vis assurerait tous les sertissages en même temps de tous les échelons. Les deux côtés étant réalisés en même temps sur le même principe. Cette façon de faire permet d'obtenir un temps de cycle de fabrication le plus réduit possible. De façon avantageuse une variante de ce qui précède pourrait être réalisée et avec les mêmes résultats finaux, avec les mêmes outils fixés non plus sur une vis sans fin mais sur une tige ou broche, de manière rigide. Cette broche est tirée parallèlement à l'axe du montant par l'extrémité haute du montant et permet donc le mouvement linéaire des outils pour l'opération de sertissage. Bien sûr les deux montants peuvent être réalisés simultanément. En considérant la solution d'outils multiples sur vis sans fin ou sur broche, il est alors 35 envisageable d'automatiser complètement la fabrication de l'échelle dans l'objectif de -6- diminution des coûts, de répétabilité et de qualité. Pour cela le cycle opératoire suivant pourrait être mis en place : - 1) les deux montants percés sont glissé/poussés autour des vis/broches vers l'avant 2) les échelons sont amenés automatiquement entre les montants en face des trous 5 percés dans les montants (tapis et/ou pas de pèlerin) 3) les montants sont pressés l'un vers l'autre pour assurer l'introduction en force des extrémités rétreintes des échelons dans les trous calibrés des montants jusqu'à mise en butés de tous les échelons des deux côtés sur les montants et maintenus en pression 4) les vis/broches équipées des outils assurent le sertissage intérieur 10 5) le serrage latéral des montants est stoppé 6) l'échelle assemblée finie est glissée et évacuée vers l'arrière REVENDICATIONS1) Echelle métallique a échelons tubulaires (1) et montants de sections parallélépipédiques (2), caractérisée en ce que les extrémités d'échelons sont rétreintes (5) et pourvues de fentes (25-26-27) sur la longueur de la partie rétreinte (5), étant emmanchées à force chacune dans un trou (7) correspondant percé dans le montant (2), à la hauteur requise, et serties par l'intérieur sur la face intérieure (8) du montant par l'intermédiaire de languettes (16-17-18) formées, pliées et serties par un outil mobile (19) intérieur au montant, afin d'assurer la tenue mécanique irréversible des échelons sur les montants 2) Echelle selon la revendication 1) caractérisée en ce que les extrémités des échelons (1) sont rétreintes avec une pente et munies de fentes (25-26-27) dans leurs angles, sur la partie rétreinte (5) 3) Echelle selon la revendication 2) caractérisée en ce que les dites parties retreintes pénètrent à force dans des trous (7) correspondants percés dans les montants (2) 4) Echelle selon la revendication 2) ou 3) caractérisée en ce que les dites parties rétreintes dépassent de quelques millimètres à l'intérieur des montants après introduction et mise en butée sur la partie (14) de raccordement du rétreint et du tube origine 5) Echelle selon l'une quelconque des revendications 2) à 4) caractérisée en ce que les parties internes rétreintes des échelons forment des languettes (16-17-18) qui sont déformées à l'intérieur des montants par pliage, emboutissage et sertissage 6) Echelle selon l'une des revendications 1) à 5) caractérisée en ce que la paroi (8) du montant (2) est sertie entre les dites languettes et les dites 25 butées des échelons. 7) Procédé de fabrication d'une échelle selon l'une des revendications 1) à 6) caractérisé en ce que les dites languettes (16-17-18) sont pliées, déformées et serties par l'intermédiaire d'un outil (19) se déplaçant à l'intérieur des montants avec un mouvement d'avance selon l'axe longitudinal 30 des dits montants. 8) Outil pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 7) caractérisé en ce que le dit outil (19) comporte des formes (21-23) qui, alliées au déplacement linéaire vont plier les dites languettes jusqu'au sertissage final. 9) Echelle métallique en aluminium caractérisée en ce qu'elle est 35 constituée par des échelons (1) de sections triangulaires qui sont mécaniquement 10 15 20 2959268 -8- incérés puis sertis à l'intérieur des montants (2), par un ou des outils mobiles (19) coulissants dans les montants afin d'assurer le sertissage des échelons dans les montants et obtenue par le procédé selon la revendication 7) 5