Brevet FR3033620A1 — publié le 20160916

Domaine de l'invention La présente invention se rapporte à un procédé de fabrication permettant d'obtenir un profilé débillardé de section constante, autrement dit, un profilé fléchi et vrillé dans les trois dimensions de l'espace. Ainsi, le profilé se définit le long d'une courbe 3D (type B-spline en CAO) additionnée d'un paramètre de torsion, avec pour limite, un rayon de courbure minimum, et un angle de torsion maximum. Cette invention est particulièrement adaptée pour la réalisation de prototype ou de petites séries de profilés débillardés. Elle permet d'extrapoler un profil complexe à partir d'un nombre de références géométriques réduites. De manière non exhaustive, ce procédé 15 s'applique aux domaines de la menuiserie, de la construction navale, du génie civil, de l'artisanat d'art_ En particulier, ce procédé de fabrication est très adapté à la réalisation de main courante débillardée en bois. 20 État de l'art La réalisation d'une main courante en bois est un cas très explicite concernant les difficultés rencontrées pour confectionner un profilé débillardé. Ainsi, la 25 réalisation de mains courantes est donnée à titre d'exemple, particulièrement représentatif. Les règles de l'art demandent à ce qu'une main courante soit située à 90 cm au dessus de la verticale de chaque nez de marche. Un escalier quart tournant, avec 30 des marches balancées, est un cas de figure qui engendre une main courante à la fois fléchie et vrillée dans l'espace. Les constructeurs d'escaliers s'affranchissent souvent de cette contrainte en faisant des sections de 3033620 2 main courante droites, discontinues et/ou décalées. Néanmoins, cette solution ne permet pas de respecter la règle des 90cm précédemment évoquée. En effet, réaliser une telle main courante en bois dans les règles de l'art 5 nécessite beaucoup de temps et de savoir-faire. Dans le cas où un escalier a fait l'objet d'une conception CAO, il est possible d'usiner une main courante débillardée via une fraiseuse 5 axes à commande numérique. Ce procédé de fabrication est un procédé 10 industriel qui représente de lourds investissements. C'est pourquoi il n'est généralement réservé qu'aux grosses entreprises. Pour réaliser une main courante débillardée de manière traditionnelle, la première problématique est le relevé, des géométries, directement prises à partir de l'escalier physique. La solution la plus courante est de mouler un modèle sur les marches d'escalier ou sur une lisse en fer d'une rambarde existante. La complexité d'un tel ouvrage nécessite beaucoup d'outillage et de temps. L'âme de la main courante est généralement réalisée par une superposition de lamelles en contreplaqué de forme sophistiquée. Elles sont découpées, encollées, empilées, mises en forme et plaquées contre un gabarit de vrillage. Après séchage, l'âme est usinée avant d'être encollée de fines plaques de bois qui seront les surfaces visibles de la main courante. Vient ensuite une dernière étape d'usinage où la main courante est moulurée. Cette opération nécessite de la dextérité car il faut usiner cette section sur un profil débillardé, c'est à dire fléchi et vrillé dans l'espace via de petits tronçons qu'il convient de raccorder. 3033620 3 La présente invention vise à remédier à tous ou partie de ces inconvénients afin de diminuer le temps de réalisation de profilés débillardés. 5 Présentation des figures D'autres caractéristiques de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, donnée à titre d'exemple, donc nullement limitative. Ladite description 10 dans lesquelles : - la figure 1 est - la figure 2 est - la figure 3 est profilé. Elle est est faite en se référant aux figures une vue d'extrémité d'une âme fléchie la coupe B-B de la figure 1 une vue isométrique d'une section d'un constituée de l'âme représentée figure 15 1 et 2, additionnée des baguettes (5) Exposé de l'invention Ce procédé met en oeuvre un ensemble de baguettes (5) semi rigides disposées de manière longitudinale sur 20 la périphérie du profilé. Ladite âme (ou squelette), à l'intérieur du profilé, sert de référence transversale afin de garantir le positionnement des baguettes (5) les unes par rapport aux autres. L'âme doit être souple afin de minimiser la résistance à la flexion et à la torsion 25 pour faciliter la mise en forme du profilé. L'âme peut être de différentes natures: série de sections transversales, matière plastique expansée, ensemble de baguettes longitudinale emboitées, ensemble de sections (de type plastique injecté) emboitées sur rotule. En 30 particulier cette invention présente une âme constituée d'une succession de sections (1) transversales identiques. Une entretoise (2) est intercalée entre 3033620 4 chaque section (1) pour assurer un écartement défini entre ces sections (1). Les sections (1) et les entretoises (2) sont enfilées alternativement sur une tige (3) souple. Les sections (1) possèdent un évent (4) 5 de manière à ce que l'air puisse circuler librement à l'intérieur du profilé. Au moins une des baguettes (5) doit être bloquée latéralement par rapport aux sections (1). En particulier, le blocage latéral est effectué par une baguette (5) plus grosse que les autres, emboitée 10 dans les sections (1) via une encoche. Cela permet d'empêcher le glissement de l'ensemble des baguettes autour des sections (1). Dans un cas où le profilé est mis en place de manière à extrapoler une courbe 3D à partir d'un nombre 15 de références discret ou nul (exemple d'une main courante mise en forme directement sur les nez de marche), il convient d'assembler les constituants avant la mise en forme du profilé de manière linéaire afin de faciliter l'opération d'assemblage. Ainsi, le profilé est constitué 20 de l'âme, sur laquelle repose les baguettes (5). Un dispositif de pré-maintient immobilise les baguettes (5). Cela facilite la manutention du profilé. Après quoi, une membrane hermétique est placée autour du profilé afin d'assurer l'étanchéité. Une pompe à vide se raccorde à 25 l'extrémité haute du profilé pour aspirer l'air à l'intérieur de la membrane hermétique. L'extrémité basse est fermée via un robinet. Une dépression nulle ou modérée autorise la déformation du profilé en flexion et/ou torsion via la souplesse de l'âme et le glissement 30 relatif des baguettes (5). Une dépression plus prononcée plaque les baguettes (5) entre elles et sur les sections (1). Cette force de placage créer une friction entre les baguettes (5) elles-mêmes et entre les baguettes (5) et 3033620 5 les sections (1). Cela a pour effet d'empêcher les mouvements relatifs des baguettes (5) afin de figer le profilé dans une position définie. Cela offre la possibilité de modeler le profilé avant de le soumettre à une dépression optimale qui conservera sa forme. Dans un cas où le profilé est mis en forme autour d'un support courbe (exemple d'une main courante mise en forme sur une lisse en fer), il convient d'incorporer ledit support au profilé. Par exemple, une série de 10 baguettes (5) est remplacée par la lisse en fer. Il convient d'assembler et de pré-maintenir les constituants du profilé autour du support courbe. Après quoi, la membrane hermétique est placée autour du profilé et du support de façon à ce que l'ensemble profilé/support soit 15 étanche. De la même manière que le cas précédent, une pompe à vide se raccorde à l'extrémité haute du profilé pour aspirer l'air à l'intérieur de la membrane hermétique, et l'extrémité basse est fermée via un robinet. La dépression créée par la pompe permet alors de 20 plaquer le profilé sur le support afin de garantir le positionnement de chacun des constituants du profilé par rapport au support. Une fois le profilé assemblé (dans chacun des cas de figures précédemment évoqués), l'extrémité possédant 25 le robinet est alimentée et régulée par une matrice ou liant (résine thermodurcissable, colle vinylique La matrice se diffuse à l'intérieur du profilé et notamment via les évents (4). Cela afin d'imprégner les différents constituants du profilé. Après durcissement de la 30 matrice, le profilé garde sa forme définitive. Les matériaux utilisés peuvent être de différentes natures dans un but esthétique et/ou mécanique. Ainsi, des matériaux tels que des fibres 3033620 6 composites ou des tiges métalliques peuvent être incorporées de manière longitudinale et/ou de biais (+/- 45°), autours et/ou au travers de l'âme, et ce pour accroître la raideur en flexion et/ou en torsion. Par 5 ailleurs, dans un but esthétique, différentes essences de bois peuvent être utilisées pour les baguettes (5) comme c'est le cas en marqueterie. Ce procédé de fabrication s'applique à tous les domaines nécessitant des profils de section constante 10 fléchie et vrillée dans l'espace. En particulier ledit procédé de fabrication s'applique au domaine de la menuiserie en générale comme pour la réalisation de main courante ou de limon. De manière plus générale, ce procédé de fabrication s'applique aux domaines de la 15 construction navale, du génie civil, de l'artisanat d'art_ REVENDICATIONS: 1) Profilé fléchi et vrillé dans l'espace caractérisé en ce que le profilé comporte des baguettes (5) collées entre elles et disposées de manière 5 longitudinale sur la périphérie du profilé. 2) Procédé de fabrication pour l'élaboration de profilés fléchis et vrillés dans l'espace caractérisé en ce que des baguettes (5) semi-rigides sont disposées de 10 manière longitudinale sur la périphérie du profilé, le ou les matériaux des baguettes (5) utilisé(s) pour un même profilé est/sont l'un parmi : essence de bois, métaux, polymère, matériaux composites. 15 3) Procédé selon revendication 2 caractérisé en ce qu'une âme, à l'intérieur du profilé, sert de référence transversale afin de garantir le positionnement des baguettes (5) les unes par rapport aux autres, l'âme étant souple afin de minimiser la résistance à la flexion 20 et à la torsion pour faciliter la mise en forme du profilé. 4) Procédé selon revendication 3, caractérisé en ce qu'au moins une des baguettes (5) est bloquée 25 latéralement par rapport à l'âme. 5) Procédé selon revendication 4, caractérisé en ce que le blocage latéral est effectué par une baguette (5) plus grosse que les autres, emboitée dans l'âme via 30 une encoche. 6) Procédé selon l'une des revendications 2 à 5, dans un cas où le profilé est mis en place de manière à 3033620 8 extrapoier une courbe 3D à partir d'un nombre de références discret ou nul, caractérisé en ce que : - l'âme et les baguettes (5) sont assemblées avant la mise en forme du profilé de manière linéaire afin de 5 faciliter l'opération d'assemblage, - un dispositif de pré-maintien des baguettes (5) permet d'assurer leur positionnement afin de faciliter la manutention du profilé, - une membrane hermétique est placée autour du profilé 10 afin d'assurer l'étanchéité, - une pompe à vide se raccorde à l'extrémité haute du profilé pour aspirer l'air à l'intérieur de la membrane hermétique, l'extrémité basse est fermée via un robinet, - une dépression nulle ou modérée autorise la déformation 15 du profilé en flexion et/ou torsion via la souplesse de l'âme et le glissement relatif des baguettes (5), - une dépression plus prononcée plaque les baguettes (5) entre elles et sur l'âme, cette force de placage crée une friction entre les baguettes (5) elles-mêmes et entre les 20 baguettes (5) et l'âme, cela a pour effet d'empêcher les mouvements relatifs des baguettes (5) afin de figer le profilé dans une position définie, cela offre la possibilité de modeler le profilé avant de le soumettre à une dépression optimale qui conservera la forme 25 recherchée. 7) Procédé selon l'une des revendications 2 à 5, dans un cas où le profilé est mis en forme autour d'un support courbe, caractérisé en ce que : 30 - le profilé est assemblé autour d'un support courbe, - un dispositif permet d'assurer le pré-maintien en forme et en position des baguettes (5) et de l'âme autour du support courbe, 3033620 9 - une membrane hermétique est placée autour du profilé et du support de manière à ce que l'ensemble profilé/support soit étanche, - une pompe à vide se raccorde à l'extrémité haute du 5 profilé pour aspirer l'air à l'intérieur de la membrane hermétique, l'extrémité basse est fermée via un robinet, - la dépression créée par la pompe permet alors de plaquer le profilé sur le support afin de garantir le positionnement de chacun des constituants du profilé par 10 rapport au support. 8) Procédé selon l'une des revendications 6 à 7, caractérisé en ce que l'extrémité possédant le robinet est alimentée et régulée par une matrice ou liant qui se 15 diffuse à l'intérieur du profilé. 9) Application du procédé selon l'une des revendications 2 à 8 caractérisé en ce que ce procédé s'applique à la fabrication de main courante ou de limon 20 ou tout autre profilé fléchi et vrillé dans l'espace.