La présente invention concerne un dispositif pour caler les jambes des échafaudages de
construction en bâtiment et particulièrement des échafaudages lors de divers travaux sur les
murs. Le dispositif peut être utilisé aussi pour les travaux à l'échelle. Le montage de ces
échafaudages est traditionnellement effectué sur des sols d'appui irréguliers, présentant soit
des pentes, soit des ressauts entre rue et trottoir par exemple.
Le calage des jambes d'échafaudage se fait actuellement avec divers moyens, en général des
planches en bois afin de rattraper approximativement l'horizontalité du sol. Ceci amène un
calage vertical des échafaudages sans aucune liaison mécanique entre les jambes de
l'échafaudage, les cales en bois et le sol.
Le dispositif, selon l'invention, permet de remédier en partie à cet inconvénient en
interposant un trépied entre les jambes d'un échafaudage et le sol. Ce trépied comprend
essentiellement :
- 1ère caractéristique : un tube central de section ronde sera dressé verticalement et
supportera les jambes de l'échafaudage par emmanchement des jambes dans ce tube. Ce
tube est traversé d'une part par deux fentes opposées symétriquement dans sa partie
basse, et d'autre part par deux trous permettant le passage d'un axe.
- 2ème caractéristique : deux couronnes de circonférence et de section différentes sont
emboítées l'une dans l'autre sur un même plan et maintenues entre elles par un axe
médian dans ce même plan, leur conférant une certaine mobilité entre elles par rotation
sur l'axe. Ces deux couronnes sont satellisées autour du tube et maintenues au bas du
tube par un autre axe perpendiculaire au tube laissant libre le débattement entre le tube
et les deux couronnes. L'ensemble forme un joint de cardan assurant un débattement
multidirectionnel oscillatoire entre le tube et la grande couronne extérieure.
- 3ème caractéristique : trois pieds d'appui dont les extrémités supérieures sont fixées à
120° entre elles, à la partie externe de la grande couronne. La fixation se fait par un axe de
rotation entre couronnes et pieds d'appui, permettant leur libre débattement. Les
extrémités basses des pieds d'appui reposent sur le sol par l'intermédiaire de semelles.
Lorsque le trépied est en position de repos, les pieds forment un angle obtus avec le plan
de la couronne externe.
- 4ème caractéristique : chaque pied d'appui est relié au tube central par l'intermédiaire de
biellettes qui se croisent dans l'espace laissé libre entre la première couronne interne et
la deuxième couronne externe. Ces biellettes d'articulation pourront être rigides ou
remplacées par des câbles. Ainsi, lorsque le trépied est posé sur un sol irrégulier ou en
pente, (ressaut de trottoir par exemple), le fait d'emmancher la jambe d'un échafaudage
dans le trépied ramènera le tube du trépied à la verticale par solidarité avec la jambe de
l'échafaudage.
Dans un système classique de trépied fixe on aurait forcément un ou deux pieds d'appui se
soulevant du sol. Dans notre système, par l'intermédiaire du tube, des couronnes et des
biellettes, on aura un repositionnement automatique des trois pieds d'appui sur le sol en
pente, ce qui contribuera ainsi à la stabilité de l'échafaudage.
Les pieds d'appui en amont de la pente se soulèveront et par opposition, ceux en aval,
s'abaisseront de façon à obtenir la verticalité du tube de chaque trépied. L'ensemble de
l'échafaudage et des trépieds forme un système stable sans l'apport de diverses cales en bois.
Plus le terrain est en forte déclivité, plus le centre de gravité du trépied tend à s'abaisser,
conférant au système de calage une meilleure stabilité. Il suffira de régler la hauteur de
chaque jambe de l'échafaudage par rapport à sa plate-forme de travail. La combinaison de
pieds d'appui de courte longueur et de débattement très important de ces derniers jusqu'à
l'horizontale permet de compenser de très forts dénivelés de terrain. Même si le sol porteur
tend à se modifier sous le poids de l'échafaudage ou autre , le trépied se réajustera
automatiquement au terrain sans déplacement latéral de son axe vertical passant par son
centre de gravité. Il n'est pas nécessaire pour un échafaudage d'utiliser autant de trépieds
que de jambes.
Quelque soit la position du trépied sur un sol irrégulier (rotation), les pieds d'appui
s'adaptent automatiquement à la configuration du terrain. Ce trépied peut être utilisé aussi
sur sol plat pour emmancher les pieds d'une échelle dans son tube. On aura une inclinaison
voulue entre le tube et le sol pour plaquer l'échelle au mur dans sa partie haute.
Pour une échelle munie d'élargisseurs latéraux à sa base et placée dans une rue à forte
déclivité, l'utilisation du trépied permet de corriger simultanément, l'angle normal d'une
échelle adossée au mur du bâtiment, l'angle de déclivité de la rue et l'angle de ressaut du
trottoir par exemple.
Les dessins annexes illustrent l'invention :
- la figure 1 représente le dispositif d'invention.
- la figure 2 représente vue du dessus la coupe du dispositif d'invention (Fig.1) au
niveau des axes de rotation. Les trois paires de biellettes ne sont pas représentées sur
ce schéma.
- la figure 3 représente en coupe selon AA le dispositif Fig. 2
- la figure 4 représente en coupe selon BB le dispositif Fig. 2
- la figure 5 représente en coupe selon CC le dispositif Fig. 2
- la figure 6 représente en coupe le dispositif d'invention (Fig.2) dont un pied d'appui
serait ramené par rotation de 60° en face d'un autre pied d'appui existant. Ce système
plan virtuel ne comprenant que deux pieds d'appui opposé à 180°, sert uniquement à
comprendre le fonctionnement dans l'espace du système d'invention.
- la figure 7 représente les axes.
Selon des modes particuliers de réalisation :
- Le tube (10) peut avoir une vis sans fin ou un filetage intérieur, ou des trous avec
clavettes pour permettre le réglage en hauteur des jambes d'échafaudage.
- La couronne interne (21) peut présenter plusieurs formes de section selon des types
de fabrication. Elle est maintenue au tube (10) par deux axes de rotation (1a) et (1b)
se croisant à 90° et libres entre eux.
- Le corps des pieds d'appui peut être en un ou plusieurs parties articulées ou vissées
entre elles.
- Une coupole plastique autour du tube protégera les couronnes et leurs mécanismes
des salissures de chantier.
- Les biellettes (6a) et (6b) sont rigides, de longueur égale ou différente et terminées à
leurs extrémités par un système d'articulation de type axe/rotule par exemple.
L'une des biellettes devra posséder un chas dans sa partie centrale dans lequel l'autre
biellette passera, afin de permettre leur croisement libre dans un même plan et un certain
débattement latéral. Les biellettes (6a) et (6b) rigides peuvent être remplacées par des
câbles de longueur égale ou différente pour simplification de fabrication. Un câble montant
croisera par exemple deux câbles parallèles descendants ou inversement assurant ainsi
parfaitement leur croisement. Ces câbles seront protégés par des guides de protection à leur
croisée.
La couronne externe (22) de section adéquate sera conçue avec des fixations (12a) (12b) et
(12c) à 120° sur son pourtour pour supporter les pieds d'appui (5a), (5b), et (5c) par
l'intermédiaire d'axes (14a), (14b) et (14c) permettant la mobilité des pieds d'appui (5a),
(5b) et (5c).
Les pieds d'appui (5a), (5b) et (5c) comportent en leur extrémité basse des semelles (7a),
(7b) et (7c) en contact avec le sol, montées sur des axes permettant quelques degrés de
débattement. Les semelles (7a), (7b) et (7c) seront de différentes surfaces selon la nature du
sol. Sur sol dur on aura des semelles avec une protection caoutchoutée antidérapante
thermocollée par dessous. Sur sol meuble, la surface des semelles sera plus grande avec des
crampons d'adhérence par exemple.
En référence à ces dessins, le dispositif Fig. 3 comporte un tube (10) possédant dans sa partie
supérieure trois mêmes attaches de fixation positionnées à 120° entre elles sur la
circonférence du tube (10) dont l'une (9a) Fig. 3 permet l'articulation de la biellette (6a). Le
tube (10) possède dans sa partie basse trois même attaches de fixation positionnées à 120°
entre elles sur la circonférence du tube (10) dont l'une (9b) Fig.2 permet l'articulation de la
biellette (6b).
A la périphérie du tube (10), Fig. 2, une première couronne interne (21) est maintenue à ce
dernier par deux axes (1a) et (2b) qui se croisent à 90° dans le même plan. L'axe (1a) passe à
travers deux trous (3) diamétralement opposés dans le tube (10) et, est libre de rotation
dans ces même trous. L'axe (2b) peut être en trois parties : deux boulons - axes (4a) et (4b)
se vissent symétriquement sur une partie centrale (4) Fig. 7, percée en son centre pour
permettre le coulissement et la rotation de l'axe (1a). L'axe (2b) Fig. 2, n'est pas solidaire du
tube (10). Il passe à travers deux fentes ( 1 ) verticales et diamétralement opposées par
rapport à l'axe du tube (10). Cela permet le croisement et le débattement libres de l'axe (2b)
par rapport au tube (10). La couronne interne (21) permet de guider et de renforcer l'axe
(2b). Une deuxième couronne externe (22) Fig. 2, se trouve autour de la première couronne
interne (21) et dans le même plan. La couronne externe (22) est de diamètre supérieure et
est solidaire de la couronne interne (21) par l'intermédiaire de l'axe (2b). On aura avec ce
montage une rotation croisée entre les deux couronnes (21) et (22). Un espace libre est
ménagé entre les couronnes (21) et (22) Fig. 3, pour permettre le croisement des biellettes
(6a) et (6b).
Cet assemblage à joints de cardans permet à la couronne externe (22) Fig.2 son libre
déplacement par rapport au tube (10). On obtient un mouvement oscillatoire de la couronne
externe (22) par rapport au tube (10).
La couronne externe (22) Fig.2 possède trois paires de fixations (12a), (12b) et (12c) à 120°
sur sa circonférence pour maintenir les trois pieds d'appui (5a), (5b) et (5c). par
l'intermédiaire d'axes de rotation (14a), (14b) et (14c) permettant le débattement vertical
des pieds d'appui(5a), (5b) et (5c) par rapport à la couronne externe (22).
Au niveau de chaque pied d'appui (5b) Fig. 4 on trouve à la partie haute du pied, une demi-lune
(8) dont les extrémités possèdent deux fixations (8a) et (8b) pour maintenir les
biellettes (6a) et (6b). Chaque paire de biellettes (6a) et (6b) est associée à un seul pied
d'appui (5b). La biellette (6a) est maintenue à la fixation haute (9a) sur le tube (10) et à son
autre extrémité à la fixation basse (8a) de la demi-lune (8) du pied d'appui (5b). La biellette
(6b) Fig.4, est maintenue à la fixation basse (9b) sur le tube (10) et à son autre extrémité à la
fixation haute (8b) de la demi-lune (8) du pied d'appui (5b). On obtient un point de
croisement des biellettes (6a) et (6b) dans l'espace laissé libre entre la couronne interne(21)
et la couronne externe (22). Il est bon de rappeler que l'une des biellettes (6a) possède un
chas permettant le croisement avec la biellette (6b) dans le même plan vertical.
Le dessin Fig.6 explique le fonctionnement du dispositif de trépied
Pour cela, on a ramené virtuellement deux des trois pieds d'appui (5a) et (5b) de la Fig. 2
dans le même plan sur le dessin Fig.6. Le pied d'appui (5b) Fig.2 devient le pied d'appui
virtuel (5a') Fig.6.
Lorsqu'on pose le trépied sur un sol dénivelé présentant une pente ou un ressaut de trottoir,
le tube (10) se retrouve perpendiculaire au sens de la pente. Il suffira de redresser
verticalement le tube (10) Fig.6 qui effectue une bascule autour de son centre R Fig.6 et par
le jeu croisé des biellettes (6a) et (6b) contraindra le triangle matérialisé par l'axe (14a) Fig.6
et les deux axes de fixation (8a) et (8b) sur la demi-lune (8) à effectuer une rotation dans le
plan vertical. La mobilité de la couronne externe (22) par joint de cardan autour du tube
(10) permet à l'axe (14a) de se soulever. Le pied d'appui (5a) étant solidaire des trois points
de fixation en rotation (8a) (8b) et (14a) formant triangle, se soulève en amont de la pente.
On a par symétrie l'autre pied d'appui (5a') qui s'abaisse en aval de la pente. On observe que
la couronne externe (22) tend à suivre parallèlement le sens de la pente du terrain sur lequel
est posé le dispositif, lorsque le tube (10) est vertical. On note que le tube (10) central dirige
automatiquement l'inclinaison des pieds d'appui (5a) et (5a'). Si on maintient verticalement
le tube (10) grâce à la jambe d'échafaudage emmanché dans ce dernier verticalement, on a,
par réaction du sol sur les pieds d'appui (5a) et (5a') le dispositif qui s'immobilise en
s'adaptant au sol irrégulier. Le dispositif permet de supporter l'échafaudage sans l'apport de
diverses cales en bois pour créer une assise stable et sécurisée.
Cette démonstration, ramenée à notre dispositif de trépied Fig.1, ne change rien à son
fonctionnement aux trois pieds d'appui (5a), (5b) et (5c) positionnés à 120° les uns des
autres. Le dispositif fonctionne comme si chacun des trois pieds d'appui (5a), (5b) et (5c),
avait son pied d'appui symétrique (5a'), (5b') et (5c'), l'ensemble créant un dispositif virtuel
à 6 pieds d'appui (5a), (5b), (5c), (5a'), (5b') et (5c') décalés à 60° entre eux dans le même
plan horizontal.
Ce trépied peut avoir une trentaine de centimètres de hauteur sur un diamètre de quarante
centimètres au niveau des semelles. Il est particulièrement utilisable pour les jambes droites
d'échafaudage mais il peut s'utiliser pour les échelles, les tréteaux, etc...