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"Procédé de formation d'un joint entre le montant et l'échelon d'une échelle"
La présente invention concerne la construction d'une échelle, et en particulier la construction d'une échelle métallique perfectionnée. L'invention concerne plus spécialement le domaine de la liaisen des échelons et des montants latéraux lorsque ces pièces sont en un mé- tal qui peut être extrudé ou embouti, comme l'aluminium et ses alliages.
Un aspect de l'invention concerne un processus perfectionné pour assembler et réunir un échelon e un mon- tant latéral l'un avec l'autre.
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Avant la présente invention, divers types 3'en- semblés d'échelons et de montant latéral ont été essayés
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pour la cone.tructioza d'échelles métalliques..1 ce sujet, le problème s'applique en particulier à des échelles comme des échelle:! à coulisse qui présentent des échelons de forme plus ou moins arrondie ou cylindriques. Le problème est en- cere compliqué par la difficulté de fixer ou de réunir par temple des éléments qui sont normalement assemblés en rela- tion perpendiculaire ou a angle droit l'un avec l'autre, l'un au moins des: éléments étant de forme tubulaire ou arrondie, et en outre qui doivent supporter un poids considérable et résister à. un déplacement, une rupture, une torsion, etc..
Les joints soudés n'ont pas eu de succès à cause de la nature dee métaux légers et du danger que représentent les sones brûlées et affaiblies. D'autres types de joints
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utilisés oostprennént un joint dit évasé, déployé et bloqué et 1;1.1', ("11lt du typo à plaque en gousset déployé et évasé, un joinl; çîu type à plaque en gousset embouti et riveté; un joint dl.1. "\;,ype refc'ulé, déployé et bloqué; un joint du type déployé ei# svas et un joint du type à deux éléments interaa- l,és, c.ll.i'if.ßf.3 '.Livt. ces joints ne donne entière satis- factice, pour 1JJ1'1 4aliel-le robuste en métal léger qui peut être r(ili0e er. e grandes longueurs, oomrae une échelle à coulil3se a deux trois éléments ou plus.
On a t:ce:. 'un perfectionnement à la fabrication ;:',z. =ac hea.loe ou a leur aseonblage qui fournit un produit ayant '17',: seilleure rdziote,.noe pour satisfaire aux conditions actuelle 1-\lu':1 rigoureuses, et on a également besoin d'é" C'Jhell'3"'; ,::tus 1 ÙÉI.VÉCS et plus longues , Lu. :):JSS:lt(> invention se propose en conséquence :c r.ar:.!iJ.eIii
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- de mettre au point et de fournir u.n.: ûru.c- tion de joints d'échelle et un procéda de fabric::;i:)n qui résolve le problème et en particulier qui fournies un. pre- duit ayant de meilleures qualités de résistance à la torsion et au déplacement;
- de déterminer des critères pour la construction d'un joint perfectionné pour échelle métallique, de façon
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qu'en cas de défaillance elle se pxad.j.:= r;l!' :: ey.o 4;anz l'échelon, plutôt que dans le joint luJ.':;li1...8; de mettre au point une construction d'ëohell'3 utilisant un métal assez mou et extrudable CQIili..'") 1 t r.Ùurni:'1.um et 1::.,:,',- alliages, le magnésium, etc, qui permet une extension ou un élirz4,asement àa domaine d'application ou d'utilisation d'une constrllcL;!'0n d'échelle dite légère.
D'autres avantages et caractéristiques de l'inven- tion ressortiront de la description qui va suivre, faite: en regard des dessins annexés et donnant à titre explicarif
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mais nullement limitatif une forue de r6e.lisati.on. <::<?if?'rae l'invention. Sur ces dessins : la figure 1 est une coupe suivent la ligne 1-1
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de la figure lA et raontran-u une virole ou tif l'<,:.t:1C}úl'.. u1;illlJ! dans la construction de l'invention
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la figure 1A est une vue on bout de j. vérole ir manchon de la figure 1;
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la figure 2 est un? élévation latérale p:; t.e ;.. l'échelle des figures 1 et lA et .:;:.on'tx',.r1-;' a:i éch-slon ;;':'f')'y" ou tabulaire utilisé dans la présente construction;
la figure zà est '4.0 v-ce 1.:1. b". i,).. 1 'éct,clct: ' . la figure 2, a la I:.&r:le échelle que cette derrière;
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la figure 3 est une vue de côté à l'échelle de la figure 2, montrant la virole ou manchon des figures 1 et lA en position d'assemblage préliminaire sur chaque extrémité de l'échelon de la figure 2; la figure 3A est une vue en bout suivant la ligne 3A-3A de la figure 3 et à la même échelle que cette dernière; la figure 4 est sine vue partielle de l'extérieur en élévation d'une partie d'un montant latéral qui est percé ou qui présente une partie ouverte pour recevoir un échelon, cette vue étant à la même échelle que les figures 1 à 3A in- clus ;
les figures 5 à 9 inclus sont des vues de côté en élévation à plus petite échelle montrant le processus utilisé pour effectuer un. assemblage très efficace et sûr de mon- tants latéraux et d'échelons avec une virole intercalée; sur ces figures, on a représenté des matrices fendues ou sépara- bles disposées au centre qui définissent des bords opposés supérieur et inférieur ou des paires longitudinalement oppo- sées et qui coopèrent avec une paire de matrices auxiliaires ou de guidage disposées longitudinalement vers l'extérieur;
un mouvement relatif est utilisé pour mettre en oeuvre le procédé de l'invention et obtenir le résultat de la figure 10; la figure 10 représente un fragment latéral en coupe et en élévation, à l'échelle des figures 1 à 4 inclus, d'un joint d'extrémité d'un montant latéral et d'un éohelon assemblés suivant la présente invention; et la figure 10A est une vue en bout suivant la ligna
10A-10A de la figure 10 et tournée de 90 par rapport à cel- le-ci, et à l'échelle de la figure 10.
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Pour résiner brièvement, la présente invention com- prend l'utilisation de trois pièces ou éléments dans un en- semble de joint très perfectionna ou résistant à 1'effort et à la déformation. Les pièces ou éléments comprennent une virole, élément de serrage ou manchon 11, un échelon trans- versal ?annelé 10 et des montante latéraux appropriés. Ces derniers sont constitues par des paires d'éléments verticaux @ longitudinaux 12 entre lesquels les échelons 10 s'éten- denttransversalement et à des intervalles appropriés longi- tudinalement ou verticalement espacés.
Pour obtenir un joint ou une construction ayant une grande résistance à la torsion, la Demanderesse a cons- taté qu'une seule pièce ou élément intermédiaire 11 eet né- cessaire ou souhaitable et qu'il peut être rendu très effi- cace non seulement comme élément de jonction mais comme par- tie de renforcement du joint. Il est prévu des parties mar- ginales percées ou parois marginales limites 12b qui défi- nissent des ouvertures dans les montants latéraux 12, lesquels présentent des parties entaillées ou rainurées femelles déca- lées radialement vers l'extérieur, s'étendant transversale- ment et périphériquement espacées 12a.
Il est important que les parties rainurées 12a représentent la totalité de la surface qui correspond à une partie relativement petite de la surface totale ou courbure interne du bord marginal 12b de l'ouverture ou partie percée. En d'autres termes, le dia- mètre principal de la paroi 12b représente une plus grande distance cylindrique que la distance incurvée des parties rainurées 12a, comme l'indique le fait que l'écartement des parties rainurées ou entaillées 12a est relativement plus grand et que les entailles ont une longueur beaucoup plus
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petite que les parties 12b.
D'autre part, comme représenté sur la figure 2A, la surface externe cannelée ou les parties radialement dé- calées de l'échelon 10 présentent un nombre relatif beaucoup plus grand de parties mâles, saillies ou dents 10a que les rainures 12a des montants latéraux 12. Bien que les parties périphériques principales ou cylindriques externes 10b pré- dominent quant à leur surface par rapport aux dents 10a de l'échelon 10, la prédominance est beaucoup moins grande dans le cas de la surface externe de l'échelon 10 que dans le cas de la surface 12b et des rainures 12a des parties ouvertes des montants latéraux 12.
Dans le premier stade de l'assemblage du joint, on fait glisser les viroles 11 sur les extrémités à assembler (dans le cas de la figure 3) sur les extrémités opposées de l'échelon 10. A ce sujet, le diamètre interne des viroles 11 est légèrement plus petit que le diamètre externe représen- té par les dents 10a de façon à fournir un ajustage à frot- tement léger ou permettant un glissement entre les deux élé- ments ou pièces 10 et 11 (voir figure 3A).
Au cours du stade suivant, l'ensemble préliminaire etc-., la figure 3 est aligné dans une position appropriée (voir figure 5) par rapport a des matrices de formation. La machi- ne ou ensemble peut consister comme représenté en des paires horisontalement fendues de têtes ou mâchoires de préhension 35 disposées au centre, qui sont destinées à être actionnées d'une façon indépendante de manière à fournir en fait des paires supérieure et inférieure ou des paires d'extrémité opposées pour serrer l'ensemble 10 et 11 et le maintenir en relation aligrée avec une paire de matrices d'extrémité
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auxiliaires ou de guidage mansives 17 pondant le processus de formation du joint (voir figure 6)
. On le réalise en dé- plaçant les paires supérieure et inférieure des mâchoires 15 et leurs matrices 16 verticalement ou radialement vers l'ir- térieur l'une vers l'autre (voir les flèches de la figura 6) tout en déplaçant simultanément les matrices auxiliaires 17 longitudinalement vers l'intérieur en contact de mise en po- sition aveo les parties d'extrémité opposées .:le l'ensemble de l'échelon et des viroles.
Ensuite ( comme représenté sur la figure 7), les matrie e 16 maintenant serrées et disposées au. centre (main- tenans fermées) peuvent être déplacées longitudinalement vers l'extérieur, tout en exerçant simultanément une force de main- tien dans le sens longitudinal sur les matrices auxilia@res 17 de façon que (comne représenté sur les figures 7 et 8) les viroles 11 soient d'abord serréeo longitudinalement puis embouties longitudinalement dans les cavités d'extrémité op- posées 16b et 17c (voir figure 9) des matrices 16 et 17. Ain- si,
la cavité 17c constitue une face d'emboutissage dans l'ex- trémité externe de la matrice auxiliaire 17 et une cavité cor- respondante 16b de la paire fermée des matrices rapportées 16 constitue une face d'emboutissage opposée.
On remarquera que les segments ou parties de l'al4- sage interne 16a des matrices 16 ont sensiblement le même diamètre interne que les parties d'alésage 15a des têtes ou mâchoires 15 dans lesquelles ils sont montés. Chaque matries d'extrémité ou auxiliaire massive 17 peut avoir comme repré- sente un alésage de chasse externe 19b d'un diamètre relati- vement petit et un grand alésage antérieur sensiblement cy- lindrique 17a pour recevoir un guide. Une pièce ou élément
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de guidage 19 s'ajuste dans l'alésage 17a pour s'étendre vers l'avant à partir de la cavité antérieure 17c et présente une partie d'extrémité arrondie vers l'avant 19c.
Comme représen- té en particulier sur la figure 6, la partie d'extrémité 19c entre avec une action d'emboutissage progressive dans le dia- mètre interne de la partie d'extrémité de l'échelon 10 et immédiatement sous la virole 11, Cette relation de la pointe 19c avec l'extrémité de l'échelon 10 et par rapport à la vi- role 11 est maintenue pendant toute l'opération de liaison ou d'assemblage (voir figures 6, 7 et 8),
Comme représenté en particulier sur la figure 8, la virole est en fait également et uniformément em boutie pour former le joint, par exemple en déplaçant les têtes cen- trales 15 en relation de préhension longitudinalement vers l'extérieur l'une par rapport à l'autre.
A la fin de l'opéra- tion de formation ou d'assemblage, les matrices 17 peuvent être déplacées longitudinalement vers l'arriére, les têtes centrales 15 peuvent être déplacées longitudinalement vers l'intérieur, et en outre ces dernières peuvent être déplacées radialement vers l'extérieur par rapport à leurs parties fendues (voir figure 9) pour libérer l'ensemble terminé 10,
12.
La figure 10 montre le type de joint qui est pro- duit, ainsi que le type de traitement qui est utilisé pour fermer un joint suivant la présente invention. Il est impor- tant que le congé ou partie de serrage 11 présente une épais- seur ou profondeur principale décalée radialement vers l'ex- térieur et une partie relativement faible repoussée radiale- ment vers l'intérieur sur la partie d'extrémité de l'échelon
10.
Ceci est clairement représenté par la partie maintenant
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solidaire 11' sur la figure 10. Cette figure montre égale- ment la répartition on écoulement égal interne et externe du métal 11'a et 11'b dans le sens longitudinal de part et d'au- tre du montant latéral 12. Comme représenta sur la figure 10A, il s'est produit un remplissage complet des parties rai- nurées des diamètres cannelés interne et externe respective- ment de la partie ouverte du montant latéral 12 et de la partie d'extrémité de l'échelon 10. Cependant, cet écoule- ment fermant les cannelures se produit dans une plus grande mesure radialement vers l'intérieur entre les dents 10a de l'échelon 10 que radialement vers l'extérieur dans les rai- nures 10a du fait que,
connue précédemment indiqué, la plus grande partie du rainurage ou du décalage se trouve sur la surface externe de l'échelon 10.
A titre d'exemple, on a utilisé une force hydrau- lique pour réaliser les opérations des figures 5 à 9, On a utilisé un échelon ayant un diamètre externe de 31,75 lime d'une épaisseur de la paroi 10b entre les cannelures de 1,27 mm, pesant 108 g environ et donnant une largeur d'échel- le à l'état monté comprise entre 41,28 et 42,86 cm, On a utilisé un écartement d'échelon de 30,48 cm pour fabriquer une échelle à deux éléments de 12 m. Chaque montant latéral pèse 272 g environ et a la forme en U représentée. Le métal est un alliage d'aluminium -6061- ayant subi une trempe T-61.
Le poids total de l'échelle est de 29 Kg.
Sous l'application d'un couple de torsion de 32 kgm, le joint reste intact, mais il se produit finalement une défaillance à travers la section de l'échelon. Cecise compare favorablement avec des essais de torsion appliqués au type précédemment mentionné de joints entre échelons et
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montante dans lesquels un couple appliqué jusqu'à ce ''.. se produise une défaillance varie entre 1,695 3;gz pour joint du type déployé et évasé, 14,376 kgz. pour un jci type refoulé, déployé et bloqué, 31,'-Et egm pour le typ' coûteux à plaque en gousset embouti et riveté et la,±4é pour un type évasé déployé et bloqué.
On peut noter ql.,1'; sup6rioitté' du joint de l'invention se manifeste même par rapport au joint du type à plaque en gousset embouti +5"t .t..- veté, considéré jusqu'ici comme étant supérieur. En outr la construction de l'invention est très simplifiée à la foi% en ce qui concerne les pièces utilisées et leur onta.gex <F sorte qu'on obtient un meilleur joint avec un processus sim- plifié et avec beaucoup moins de dépenses quant aux picea utilisées; la qualité de résistance au déplacement est très supérieure dans la présente construction.
Ainsi, pour mettre en oeuvre le présent procédé, on prévoit un ensemble qui comprend la partie d'extrémité d'une pièce ou échelon métallique tubulaire ou à paroi rela- tivement mince 10. Au moins un montant latéral aligné 12 est percé pour former la partie ouverte 12b peur y introduire 1-. partie d'extrémité de l'échelon.
La virole ou partie de ser rage 11 est intercalée entre la partie ouverte du Montent latéral 12 et la périphérie externe ou circonférence d'une partie d'extrémité de l'échelon 10. Comme indiqué précédem- ment, la virole 11 présente un diamètre interne qui est légè- rament plus petit que le diamètre externe des nervures 10a de l'échelon 10,
La virole 11 présente également un diamètre externe qui est légèrement supérieur au diamètre ir erne de la paroi limite 12b de la partie ouverte du monte@ latéral 12. Ceci assure un ajustage à frottement permttant un
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glissement ou un montage préliminaire de la virole 11 sur l'échelon 10 ou du montant latéral 12 sur la virole 11 (voir figures 3 à 5).
Au cours de l'opération de formation du joint, on a pu effectuer simultanément une double opération d'assem- blage, bien qu'on se rende compte qu'on peut l'effectuer à une extrémité seulement de l'échelon si on le désire.
Après avoir effectué le montage aveo chaque viro- le 11 associée à une partie d'extrémité alignée de l'éche- lon et une ouverture d'un montant latéral, le stade suivant du processus de l'invention consiste à emboutir ou compri- mer longitudinalement vers l'intérieur la virole 11 et en principe à provoquer un écoulement du métal de la virole en grande partie radialement vers l'extérieur en contact de compression dans l'ouverture du montant latéral 12 et en un écoulement de bordage latéral le long des deux cotés du bord associé 12b de l'ouverture du montant latéral 12.
En outre, le métal de la virole s'écoule légèrement radialement vers l'intérieur en une action de rainurage par compression dans la paroi ou sur la surface externe de la partie d'ex- trémité de l'échelon 10 pour former une rainure ou oreux dans cette partie d'extrémité. Ce mouvement vers 1'intérieur est faible par comparaison du mouvement vers l'extérieur ou de l'écoulement du métal mais est suffisant pour fournir un agencement d'une rainure et d'une languette de blocage ou de verrouillage alignée entre le métal intermédiaire du congé 11 et la partie d'extrémité de l'échelon 10.
L'application d'une force longitudinale a la vi- role 11 est suffisante pour provoquer un écoulement radial de son métal pour produire, comme représenté sur la figure
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10, un écoulement principal du métal radialement vers l'ex- térieur de façon à se déployer du coté montant entre l'échelon 10 et le montant latéral 12. Ce dernier écoulement vers l'ex- térieur fournit un blocage entre la virole 11 et le montant latéral. 12, également du type à languette et rainure, qui est supporté sur les côtés opposés du montant latéral 12 par des rebords s'étendant radialement vers l'extérieur de moitiés annulaires d'extrémité 11'a et 11'b.
En même temps, les saillies ou dents 10a de la surface externe cannelée de l'échelon 10 sont entièrement scellées, comme représenté sur la figure 10A, dans la viro- le 11' et d'une façon complémentaire le long de cette der- nière, qui est ainsi conformée. D'une façon analogue, les parties rainurées 12a de la partie ouverte du montant laté- ral 12 prennent une forme complémentaire de la partie péri- phérique externe de la virole 11 et sont remplies par le métal s'écoulant vers et à partir de ladite périphérie ex- terne de la virole 11, Le joint terminé, comme représenté sur la figure 10, est ainsi du type à tension-oompression en ce sens que le métal 11'de la virole est sous compression entre les éléments 10 et 12,
que la partie 10c est sous ten- aion et que la partie 12b est soumise à un allongement vers l'extérieur. On remarquera que la largeur du métal de la virole ou de sa base de butée le long du creux 10c est supé- rieure à la largeur du sommet du métal de la virole qui se trouve au voisinage de la paroi marginale 12b.