FR3127772A1 - Procédé de fabrication d’une poutrelle et son installation. - Google Patents
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Classifications
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- E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
- E04C5/00—Reinforcing elements, e.g. for concrete; Auxiliary elements therefor
- E04C5/01—Reinforcing elements of metal, e.g. with non-structural coatings
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- E04C5/065—Light-weight girders, e.g. with precast parts
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Abstract
L’invention concerne un procédé de fabrication d’une poutrelle dans lequel l’assemble du treillis et de la gaine comprend les étapes consistant à basculer en rotation le treillis (2) suivant un angle α au moins égal à 10°, la barre supérieure (3) formant l’axe de rotation du treillis (2), ledit basculement en rotation formant le basculement aller ; puis à déplacer le treillis (2) de sorte que la première barre inférieure (4) du treillis (2) pénètre dans le logement de la gaine (10) ; puis à basculer en rotation le treillis (2) suivant un angle β au moins égal à 10°, la première barre inférieure (4) formant l’axe de rotation du treillis (2), ce basculement en rotation formant alors le basculement retour de sorte qu’à la fin dudit basculement retour la deuxième barre inférieure (5) est disposée dans le logement de la gaine (10) . Figure à publier avec l’abrégé : Fig. 1
Description
Domaine technique.
L'invention a pour objet un procédé de fabrication d'une poutrelle métallique. Elle a également pour objet une installation pour la mise en œuvre du procédé objet de l'invention.
Elle concerne le domaine technique du bâtiment et des fournitures pour la construction de bâtiments, et plus spécifiquement celui de la fabrication de poutrelles métalliques pour planchers ou toitures.
Etat de la technique.
On connait les poutrelles se présentant sous la forme d'un treillis d'acier constitué d'une barre d'acier supérieure longitudinale et de deux barres d'acier inférieures longitudinales reliées entre elles par une armature métallique soudée. II est, en outre, courant d'enrober les barres d'acier inférieures du treillis dans un talon réalisé en béton. Au cours de la fabrication des poutrelles métalliques, et afin de réaliser le talon en béton, il est, en pratique, nécessaire de réaliser un coffrage, c'est-à-dire de monter un coffre autour des barres d'acier inférieures dans lequel est ensuite coulé le béton.
Le coffre est ultérieurement démonté après séchage complet du talon en béton. Cependant, ces opérations de montage, séchage et démontage des coffres sont coûteuses en temps et en main d'œuvre. En outre, au cours de l'utilisation d'un plancher réalisé au moyen de poutrelles métalliques, ces dernières sont fortement soumises à une contrainte de flexion et le béton du talon a tendance à travailler anormalement en traction et à se microfissurer. De plus, ce type de poutrelle métallique est lourd et difficilement manipulable sur un chantier.
On connaît dans l’état de la technique le document FR 2862994 à partir duquel on a remplacé le talon béton enveloppant les barres d’acier inférieures par un matériau isolant.
Le fait de remplacer le béton par un produit isolant ne nuit aucunement à la tenue mécanique de la poutrelle métallique, mais permet de fournir des poutrelles métalliques plus isolantes, plus légères et moins chères. De même que précédemment, la poutrelle métallique se présente sous la forme d'un treillis d'acier constitué d'une barre d'acier supérieure longitudinale et de deux barres d'acier inférieures longitudinales reliées entre elles par une armature métallique soudée. Ces poutrelles métalliques intègrent également une gaine métallique disposée autour des barres d'acier inférieures. Cette gaine sert à la fois de coffrage ou de contenant du produit isolant au cours de la fabrication de la poutrelle métallique, et à la fois de gaine protectrice dudit produit isolant. La gaine se présente sous la forme d'un profilé en U monobloc dont l'extrémité supérieure présente des rabats vers l'intérieur.
On connaît également dans l’état de la technique le document FR 2951389 déposé par la demanderesse qui vise à proposer un procédé de fabrication permettant d’assembler facilement et rapidement le treillis avec la gaine et de remplir efficacement le logement de la gaine d’un matériau isolant de manière à obtenir une poutrelle du type de celle décrite dans le FR 2862994 présentant d’excellentes caractéristiques mécaniques. Ainsi, dans ce procédé de fabrication, on fait coulisser longitudinalement les barres inférieures du treillis dans la gaine afin que lesdites barres occupent l’espace dédié dans le logement de la gaine.
Bien que le procédé de fabrication décrit dans le document FR 2951389 améliore significativement l’état de la technique, la demanderesse entend améliorer encore ce procédé de fabrication.
En effet, il a été constaté que, dans certaines circonstances, le procédé de fabrication objet du document FR 2951389 impliquait les inconvénients suivants :
- le système d’assemblage linéaire peut créer des incidents en présence d’acier présentant des petits défauts de linéarité, en raison de la précision requise et de faible marge de manœuvre ;
- le système de coupe mécanique des profils (gaines, treillis) nécessite des démontages et remplacements de pièces fréquents ;
- l’approvisionnement des aciers est un poste pénible ;
- l’encombrement de l’ensemble du dispositif pour la mise en œuvre du procédé de fabrication nécessite des investissements immobiliers importants.
L’invention vise à remédier à cet état des choses.
En particulier, un objectif essentiel de l’invention est de proposer un procédé de fabrication, et son installation pour sa mise en œuvre, plus compact, autrement dit nécessitant moins d’espace.
Un autre objectif essentiel est de proposer un procédé de fabrication dans lequel on limite les convoyages inutiles.
Un objectif de l’invention vise à proposer un procédé de fabrication le plus automatisé possible, ne nécessitant pas, ou le moins possible, d’intervention humaine soit pour réaliser une action soit pour contrôler une action opérée par un robot ou analogue.
Enfin, un autre objectif est de proposer un procédé de fabrication, et son installation pour sa mise en œuvre, le moins couteux possible, autrement dit de réduire au maximum les coûts de fabrication de la poutrelle métallique spécifique.
Un objectif complémentaire est de proposer un procédé de fabrication autorisant la coupe des profils grâce à un système hydraulique pour remplacer le système mécanique.
Présentation de l’invention.
Il a ainsi été constaté par la demanderesse, après diverses expériences et manipulations, qu’il est particulièrement intéressant de réaliser un nouveau système d’assemblage du treillis et de la gaine en remplaçant le système d’assemblage linéaire décrit dans le document FR 2951389 par un système par emboitement du treillis dans la gaine métallique.
Les nombreux tests mécaniques réalisés ont permis de déterminer les modalités précises de réalisation qui vont être présentées dans la suite et qui permettent de résoudre les inconvénients du système d’assemblage dit linéaire de l’état de la technique.
La solution proposée par l’invention est un procédé de fabrication d’une poutrelle métallique, la poutrelle métallique se présentant sous la forme d’un treillis d’acier constitué d’une barre d’acier supérieure et de deux barres d’acier inférieures, l’une dite première barre inférieure et l’autre dite deuxième barre inférieure, reliées entre elles par une armature métallique soudée, une gaine métallique de section transverse en U avec deux ailettes en retour logeant les deux barres inférieures, le logement de ladite gaine étant remplie d’un matériau isolant, la longueur L entre les deux barres inférieures étant supérieure à la distance d séparant les extrémités des deux susdites ailettes en retour.
Le procédé de fabrication selon l’invention est remarquable en ce qu’il consiste à :
- placer le treillis au-dessus de ladite gaine, les deux barres inférieures étant positionnées à proximité du logement de la gaine métallique ; puis
- basculer en rotation le treillis suivant un angle α au moins égal à 10°, la barre supérieure formant l’axe de rotation du treillis, ledit basculement en rotation formant le basculement aller ; puis
- déplacer le treillis de sorte que la première barre inférieure du treillis pénètre dans le logement de la gaine ; puis
- basculer en rotation le treillis suivant un angle β au moins égal à 10°, la première barre inférieure formant l’axe de rotation du treillis, ce basculement en rotation formant alors le basculement retour de sorte qu’à la fin dudit basculement retour la deuxième barre inférieure est disposée dans le logement de la gaine ;
- déplacer les barres inférieures dans le logement de la gaine de sorte que les barres inférieures sont centrées dans le logement de la gaine dans le cas où lesdites barres inférieures ne sont pas centrées à l’issue du basculement retour.
- placer le treillis au-dessus de ladite gaine, les deux barres inférieures étant positionnées à proximité du logement de la gaine métallique ; puis
- basculer en rotation le treillis suivant un angle α au moins égal à 10°, la barre supérieure formant l’axe de rotation du treillis, ledit basculement en rotation formant le basculement aller ; puis
- déplacer le treillis de sorte que la première barre inférieure du treillis pénètre dans le logement de la gaine ; puis
- basculer en rotation le treillis suivant un angle β au moins égal à 10°, la première barre inférieure formant l’axe de rotation du treillis, ce basculement en rotation formant alors le basculement retour de sorte qu’à la fin dudit basculement retour la deuxième barre inférieure est disposée dans le logement de la gaine ;
- déplacer les barres inférieures dans le logement de la gaine de sorte que les barres inférieures sont centrées dans le logement de la gaine dans le cas où lesdites barres inférieures ne sont pas centrées à l’issue du basculement retour.
Bien entendu, suite au basculement retour, on arrête tout déplacement du treillis (notamment en translation ou en rotation). A ce stade, lorsque les deux barres inférieures sont positionnées dans le logement de la gaine, ces deux barres inférieures sont avantageusement situées ou disposées de manière sensiblement symétrique dans le logement de la gaine métallique.
On entend par l’expression « à proximité » concernant la position des barres inférieures par rapport à la gaine le fait que lesdites barres sont situées à une distance proche de la gaine lui permettant d’opérer le basculement en rotation et l’abaissement du treillis sans risque de contacts et de chocs entre ces éléments. De façon pratique, cette distance est comprise entre 10 centimètres et 1 mètre.
On entend par l’expression de « basculement en rotation d’un angle α » le fait que le treillis tourne, autour de l’axe formé par la barre supérieure, de l’angle α considéré par rapport à une position initiale dans laquelle l’angle α est nul (α = 0). Typiquement, dans la position dite initiale, le plan dans lequel s’étendent les deux barres inférieures longitudinales est un plan horizontal. Autrement dit, dans cette position initiale, les barres du treillis formant un triangle isocèle avec pour sommet la barre supérieure, la base de ce triangle s’étendant horizontalement.
On entend par les expressions de « basculement aller » et « basculement retour » le fait que le treillis est basculé en rotation selon un premier sens – horaire ou anti-horaire – pour le basculement aller alors que le treillis est ensuite basculé en rotation dans un second sens, contraire au premier sens (horaire ou anti-horaire), pour le basculement retour.
On entend par l’expression de « les barres inférieures sont centrées dans le logement de la gaine » le fait que les barres inférieures sont positionnées ou disposées de manière symétrique dans la gaine, au regard du plan verticale de symétrique de la gaine s’étendant longitudinalement.
Grâce au procédé de fabrication selon la présente invention, il n’est plus nécessaire de faire coulisser le treillis longitudinalement dans la gaine, ce qui permet un gain d’espace considérable.
Par ailleurs, tout convoyage du treillis dans l’usine de fabrication n’est plus nécessaire, d’où un gain d’espace, de temps et une sécurité accrue pour les opérateurs.
Il faut noter ici que des tests de résistance mécanique ont été mené sur les poutrelles obtenues grâce à ce nouveau procédé de fabrication et ces tests n’ont montré aucune détérioration de la résistance mécanique, en particulier entre le matériau isolant et le treillis (sa partie inférieure en contact avec le matériau isolant), au contraire une légère augmentation de la cohésion entre ces deux éléments (meilleure résistance mécanique) a été relevé.
D’autres caractéristiques avantageuses de l’appareil objet de l’invention sont listées ci-dessous. Chacune de ces caractéristiques peut être considérée seule ou en combinaison avec les caractéristiques remarquables définies ci-dessus. Chacune de ces caractéristiques contribue, le cas échéant, à la résolution de problèmes techniques spécifiques définis plus avant dans la description et auxquels ne participent pas nécessairement les caractéristiques remarquables définies ci-dessus. Ces dernières peuvent faire l’objet, le cas échéant, d’une ou plusieurs demandes de brevet divisionnaires :
De préférence, les angles α et β sont compris entre 20° et 90°, avantageusement compris entre 30° et 50°.
Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux, les angles α et β sont égaux. Par exemple, les angles α et β sont avantageusement égaux à 35°, 40° ou encore 45°.
Selon un mode de réalisation avantageux de l’invention, au cours de la susdite étape de placement du treillis au-dessus de la gaine, on centre la barre supérieure du treillis d’acier par rapport à la largeur de la section transverse de la gaine métallique.
Selon une possibilité avantageuse offerte par le procédé de fabrication selon l’invention, on décale la barre supérieure par rapport au milieu de la largeur de la section transverse de la gaine métallique au moins lors de la pénétration de la première barre inférieure dans le logement de la gaine, de préférence avant la pénétration de la barre inférieure dans ledit logement.
Selon un mode de réalisation avantageux, le procédé de fabrication selon l’invention comporte également une étape d’écartement d’au moins une des deux ailettes en retour de manière à augmenter temporairement la distance d, avantageusement des deux ailettes en retour.
Le terme « temporairement » signifie que l’ailette en retour, ou les deux ailettes en retour, retrouvent leur position initiale après l’insertion et la placement adéquat des deux barres inférieures dans le logement de la gaine.
Selon un aspect particulièrement intéressant de l’invention, le positionnement des deux barres inférieures de manière sensiblement symétrique dans le logement de la gaine métallique intervient dans un délai d’au plus 30 secondes à compter du remplissage du logement de la gaine par un matériau isolant, avantageusement dans un délai d’au plus 20 secondes.
Le matériau isolant est en effet avantageusement un matériau expansible et/ou durcissant, préférentiellement expansible et durcissant, au bout de quelques secondes ou dizaines de secondes après son injection ou sa dispersion dans le logement de la gaine métallique. C’est pourquoi la mise en place des barres inférieures dans le logement de la gaine métallique doit être réalisée en un minimum de temps, entre l’injection/dispersion du matériau isolant et son expansion/durcissement.
De préférence, le matériau isolant consiste en un polymère expansible, avantageusement consistant en du polyuréthane expansé.
La présente invention se rapporte également à une installation pour la mise en œuvre du procédé de fabrication tel que succinctement décrit ci-dessus, caractérisée en ce qu’elle comprend :
- un moyen pour assembler le treillis,
- un moyen pour former la gaine métallique,
- un moyen pour maintenir et déplacer le treillis au moins jusqu’au positionnement des deux barres inférieures dans le logement de la gaine métallique,
ledit moyen pour maintenir et déplacer le treillis permettant de réaliser :
- un moyen pour assembler le treillis,
- un moyen pour former la gaine métallique,
- un moyen pour maintenir et déplacer le treillis au moins jusqu’au positionnement des deux barres inférieures dans le logement de la gaine métallique,
ledit moyen pour maintenir et déplacer le treillis permettant de réaliser :
- un basculement en rotation aller du treillis suivant un angle α au moins égal à 10°, la barre supérieure formant l’axe de rotation, pour l’introduction de la première barre inférieure dans le logement de la gaine, puis
- un basculement en rotation retour du treillis suivant un angle β au moins égal à 10°, la première barre inférieure formant l’axe de rotation, pour l’introduction de la deuxième barre inférieure dans le logement de la gaine ;
- avantageusement un moyen d’écartement d’au moins une des deux ailettes en retour, de préférence des deux ailettes en retour, de manière à augmenter temporairement la distance d entre les deux ailettes en retour.
Avantageusement, le moyen pour maintenir et déplacer le treillis comprend deux pinces de préhension présentant deux surfaces d’appui mobiles et inclinées l’une par rapport à l’autre de manière à former une surface de préhension en V, chacune desdites surfaces d’appui étant destinées à prendre appui sur l’une des faces latérales du treillis de manière à exercer une pression de part et d’autre dudit treillis.
Il faut noter ici que toutes les caractéristiques présentées en lien avec le procédé de fabrication, soit des caractéristiques essentiellement immatérielles sous forme d’étapes ou d’action à réaliser, trouvent à s’appliquer, avec des caractéristiques matériels ou physiques, à l’installation pour la mise en œuvre dudit procédé de fabrication, et inversement.
Brève description des figures.
D’autres avantages et caractéristiques de l’invention apparaîtront mieux à la lecture de la description d’un mode de réalisation préféré qui va suivre, en référence aux dessins annexés, réalisés à titre d’exemples indicatifs et non limitatifs et sur lesquels :
est une vue schématique de face, ou selon un plan de coupe transverse, d’une poutrelle obtenue selon le procédé de fabrication de l’invention, comportant la portion formant le treillis et la portion formant la gaine logeant le matériau isolant.
est une vue schématique de côté de la poutrelle métallique représentée sur la .
comprend une pluralité de vues successives illustrant la cinématique d’introduction et de placement du treillis dans le logement de la gaine métallique.
comprend une pluralité de vues successives illustrant la cinématique d’introduction et de placement du treillis dans le logement de la gaine métallique dans laquelle une des ailettes en retour est écartée.
comprend une pluralité de vues successives illustrant la cinématique d’introduction et de placement du treillis dans le logement de la gaine métallique dans laquelle les deux ailettes en retour sont écartées.
illustre un mode de réalisation du moyen d’écartement d’au moins une ailettes en retour, voire des deux ailettes en retour.
comprend une pluralité de vues successives illustrant la cinématique d’introduction et de placement du treillis dans le logement de la gaine métallique dans laquelle les deux ailettes en retour sont écartées, la gaine étant placée dans un moule de contenance.
Description des modes de réalisation.
Le procédé objet de l'invention permet la fabrication d'une poutrelle métallique 1 conforme à celle représentée sur les figures 1 et 2. Ce type de poutrelle métallique 1 est généralement employé pour la réalisation de plancher en béton isolé thermiquement. Cette poutrelle métallique 1 a des dimensions pouvant varier de plusieurs centimètres à plusieurs mètres de long, en pratique jusqu'à une quinzaine de mètres.
Une installation destinée à mettre en œuvre le procédé objet de l'invention permet d'automatiser une ou plusieurs étapes dudit procédé et en particulier celles objet de l’assemblage du treillis dans la gaine 10. Pour ce faire, l'installation peut intégrer des actionneurs (vérins, crémaillère, moteurs, convoyeur à bande, ou autres), des pré-actionneurs (distributeur, contacteurs, relais, ou autres), des capteurs (capteur de proximité, capteur de position, codeur rotatif, ou autres), des servocommandes, un ou plusieurs pupitres de commandes, des écrans de contrôle, etc. Ces différents moyens pourront indifféremment utiliser différentes énergies telles que l'énergie pneumatique, électrique, hydraulique, etc.
La poutrelle métallique 1 comprend un treillis 2. Ce dernier 2 est formé d'une barre d'acier supérieure 3 reliée à deux barres d'acier inférieures 4, 5 (première barre inférieure 4 et deuxième barre inférieure 5) par l'intermédiaire d'une armature métallique 6. Les barres d'acier supérieure 3 et inférieures 4, 5 peuvent avoir un profil rond, carré, rectangulaire, hexagonal, ovale, ou tout autre profil convenant à l'homme du métier. Elles 3, 4, 5 ont toutes une longueur sensiblement égale. L'armature métallique 6 relie solidairement les barres d'acier supérieure 3 et inférieures 4, 5 entre elles. L'armature métallique 6 se présente généralement sous la forme de deux barres d'acier pliées en forme de sinusoïde, comme illustré sur la .
Le procédé consiste alors à assembler ce treillis 2. L'assemblage peut être réalisé sur un poste d'assemblage manuellement par des opérateurs, ou encore de manière automatisée ou semi-automatisée au moyen de bras articulés, de pinces, de soudeuses, ou tout autre automate convenant à l'homme du métier. En pratique, les barres d'acier supérieure 3 et inférieures 4, 5 sont disposées de manière à avoir sensiblement la même orientation longitudinale, lesdites barres d'acier inférieures 4, 5 étant disposées dans un plan horizontal et ladite barre d'acier supérieure 3 étant disposée au-dessus desdites barres d'acier inférieures 4, 5 de manière à former un treillis 2 dont le profil (ou la coupe transverse) a une forme de triangle isocèle. Deux barres d'acier pliées en sinusoïde et formant l'armature métallique 6 sont disposées entre l'une des barres d'acier inférieures 4, 5 et la barre d'acier supérieure 3. L'assemblage est finalisé par soudage des barres d'acier supérieure 3 et inférieures 4, 5 sur l'armature métallique 6.
Une fois assemblé, le treillis 2 peut être acheminé par un convoyeur, un chariot élévateur, un opérateur, ou autres, vers un magasin de treillis 2. Le magasin de treillis 2 se présente généralement sous la forme d'une étagère dans laquelle, ou d'une table sur laquelle, sont rangés des treillis en fonction de leur dimension, de leur référence, de leur destination future, ou tout autre critère de rangement convenant à l'homme du métier. Le magasin de treillis 2 peut être automatisé et être équipé :
- d'un poste d'entrée des treillis 2 intégrant un moyen pour mesurer ou peser le treillis 2 entrant,
- d'un bras manipulateur, d'un convoyeur, ou autres permettant de ranger le treillis 2 à une place définie,
- un poste de sortie des treillis 2 sur lequel le bras manipulateur dispose le treillis 2 sortant.
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- d'un bras manipulateur, d'un convoyeur, ou autres permettant de ranger le treillis 2 à une place définie,
- un poste de sortie des treillis 2 sur lequel le bras manipulateur dispose le treillis 2 sortant.
Les convoyeurs, permettant l'acheminement du treillis 2 jusqu'au premier magasin de treillis 2 ainsi que ceux pouvant être intégrés audit magasin, peuvent être du type convoyeur à bande, convoyeur à rouleau, convoyeur gravitaire, convoyeur télescopique, palan monté sur un chariot mobile, préhenseur monté sur chariot mobile, chariot élévateur, ou tout autre moyen de convoyage convenant à l'homme du métier.
Comme représentée sur les figures 1 et 2, la poutrelle métallique 1 comprend également une gaine métallique 10 rigide disposée autour des barres d'acier inférieures 4, 5 du treillis 2 et dans laquelle est disposé un matériau isolant 7. Cette gaine 10 se présente généralement sous la forme d'un profilé en U monobloc dont l'extrémité supérieure présente des rabats vers l'intérieur, c’est-à-dire des ailettes en retour 11, 11’. Le procédé consiste alors à conformer la gaine 10 par extrusion à travers une filière, par pliage d'une bande de tôle au moyen de presses, par profilage d'une bande tôle, etc. Dans le cas du profilage, et de manière à avoir une production continue, la bande de tôle sera continue et obtenue à partir d'une bobine de tôle agencée sur un dévidoir. La tôle est ensuite déroulée de la bobine et est passée à travers des têtes de profilages permettant le pliage progressif de la tôle de sa forme plane vers sa forme définitive en U. Les têtes de profilage sont réalisées par un jeu de galets de profilage, et sont réparties le long d'un poste de profilage.
Une fois la gaine 10 profilée ou extrudée, celle-ci est découpée par une cisaille ou par une scie circulaire mobile, à la longueur voulue, sur un poste de découpe. En général, cette longueur est sensiblement égale à la longueur du treillis 2 avec lequel la gaine 10 est destinée à être assemblée, mais peut également être inférieure à la longueur du treillis 2 d'une longueur prédéfinie, par exemple 5 cm, 10 cm, 15 cm, ou autres. La cisaille se présente généralement sous la forme d'une ou plusieurs lames d'acier dont au moins l'une est mobile. De manière à avoir une coupe nette sans déformation du profilé de la gaine, la cisaille a préférentiellement la forme d'une guillotine. La mesure de la longueur ainsi que la découpe peuvent être réalisées manuellement, être automatisées ou semi-automatisées.
Pour chaque gaine 10 et treillis 2 acheminé du magasin respectif au poste d'assemblage, un contrôle des dimensions ou du poids peut être effectué de manière à vérifier qu'aucune erreur n'a été commise par le magasin ou les opérateurs. Le contrôle des dimensions peut être réalisé au moyen de capteurs du type capteur optique, jauge de contrainte, etc. Si les dimensions mesurées sont conformes à la référence souhaitée, la gaine 10 et le treillis 2 sont normalement acheminés. Si les dimensions mesurées ne correspondent pas à la référence souhaitée, un message d'erreur est transmis à l'opérateur ou au magasin respectif de manière à ce que le treillis 2 ou la gaine 10 non conforme soit remplacé par un treillis 2 ou une gaine 10 conforme à la référence souhaitée. Le message d'erreur peut se présenter sous la forme d'un message affiché sur un écran, d'un bip ou analogue (avertissement sonore) ou d'une information véhiculée entre les capteurs permettant le contrôle des dimensions et l'automate du magasin de treillis 2 ou de gaines 10.
Un autre élément des poutrelles 1 selon l’invention n’est pas visible sur les figures 1 et 2 et a été représenté schématiquement à l’aide d’une ligne sur les figures 3 à 7, il s’agit des cales 12 qui sont destinées à assurer le support des barres métalliques inférieures 4, 5 de sorte que ces dernières 4, 5 ne sont pas en contact avec la gaine 10 également métallique.
Dans le but de maintenir un espace entre le fond de la gaine 10 et les barres d'acier inférieures 4, 5 du treillis 2 lors de l'assemblage de la poutrelle 1, le procédé peut ainsi consister à déposer, dans le fond de ladite gaine 2, une ou plusieurs cales 12 sur lesquelles est destiné à reposer ledit treillis 2. Cette opération peut être réalisée avant ou après le rangement de la gaine 10 dans le magasin de gaines 10.
Selon un premier mode de réalisation, un jeu de plusieurs cales est disposé sur le fond de la gaine 10 dont le nombre peut varier en fonction de la longueur de ladite gaine 10, par exemple, deux cales 12 pour une gaine 10 d'une longueur d'un mètre, trois cales 12 pour une gaine 10 d'une longueur d'un mètre et cinquante centimètres, quatre cales 12 pour une gaine 10 d'une longueur de deux mètres, etc. En pratique, les cales 12 sont disposées transversalement à la gaine 10 et ont préférentiellement une longueur égale ou légèrement supérieure à la largeur de la gaine de sorte à être immobilisées dans la gaine 10 sous l'effet du positionnement ajusté ou ajusté serré. Les cales 12 peuvent cependant avoir une longueur inférieure à la largeur de ladite gaine 10. Elles ont également une largeur d'un ou plusieurs centimètres et une hauteur de quelques millimètres à quelques centimètres. Les cales 12 sont préférentiellement réalisées dans un matériau isolant du type polyuréthane, polystyrène ou autre. La mise en place des cales 12 peut être effectuée manuellement par un opérateur ou de façon automatisée par exemple au moyen d'un bras manipulateur.
Selon un autre mode de réalisation, une seule cale 12 est disposée sur le fond ou la base de la gaine 10, ladite cale 12 se présentant sous la forme d'une plaque d'isolant recouvrant totalement ou partiellement le fond de ladite gaine 10. La mise en place de la cale 12 peut être effectuée manuellement par un opérateur ou de façon automatisée par exemple au moyen d'un bras manipulateur l'introduisant par la fente supérieure de la gaine 10 ou en la faisant coulisser par l'une des extrémités de ladite gaine 10.
Après avoir été rangée dans le magasin de gaines 10, la gaine 10 est ensuite acheminée vers un poste d'assemblage pour être assemblée avec le treillis 2. L'acheminement de la gaine 10 peut être réalisé manuellement par un opérateur ou automatiquement au moyen de convoyeurs du type de ceux précédemment décrits. En pratique, de manière que la poutrelle 1 résultant de l'assemblage d'un treillis 2 et d'une gaine 10 soit uniforme, la longueur de ladite gaine 10 est sensiblement égale à la longueur dudit treillis 2.
Le document FR 2951389 peut être utilisé pour compléter la description du mode de réalisation d’un procédé de fabrication d’une poutrelle 1 selon l’invention. Dans la suite, nous allons décrire les caractéristiques propres à la présente invention, à savoir le mode d’insertion et de fixation du treillis 2 dans le logement de la gaine 10, ce dernier étant par ailleurs rempli d’un matériau isolant 7.
Une fois le treillis 2 et la gaine 10 acheminés vers le poste d’assemblage, on place dans un premier temps le treillis 2 au-dessus de la gaine 10, l’ouverture de la gaine étant à proximité des barres inférieures 4, 5 de sorte que ces dernières 4, 5 puissent être introduites dans le logement de la gaine 10.
Les cinématiques d’assemblage du treillis 2 dans la gaine 10 sont présentées de manière identique sur les figures 3, 4, 5 et 7 avec essentiellement des différences quant au positionnement initial du treillis 2 et l’écartement ou non d’une ou des deux ailettes en retour 11, 11’. Quoiqu’il en soit, dans chacun de ces modes de réalisation, la distance d entre les deux ailettes en retour 11, 11’ au repos (sans déformation, ces ailettes 11, 11’ s’étendent parallèlement à la base longitudinale de la section en U de la gaine 10) est inférieure à la distance L entre les deux barres inférieures 4, 5, plus précisément les extrémités extérieures desdites deux barres inférieures 4, 5. Les cinématiques visibles sur les figures 3, 4, 5 et 7 présentent différents moments successifs, en commençant depuis la gauche vers la droite, éventuellement en commençant par la ligne supérieure puis par la ligne inférieure (pour la uniquement).
Il faut considérer ici le fait qu’il est particulièrement intéressant pour les propriétés et caractéristiques mécaniques de la poutrelle 1 selon l’invention de présenter la distance d inférieure, voire bien inférieure, à la distance L.
Ainsi, sur la , la cinématique d’introduction du treillis 2 dans la gaine 10 ne comporte pas d’écartement des ailettes en retour 11, 11’ et le positionnement initial du treillis 2 est décalé par rapport au plan médian dans la largeur de ladite gaine 10. Autrement dit, la barre supérieure 3 est située de manière décalée par rapport au centre ou au milieu de la base longitudinale de la gaine en U 10.
Dans cette cinématique, tout d’abord le treillis 2 est basculé en rotation de manière horaire (dans le sens des aiguilles d’une montre) d’un angle α, ici égal à 30°, puis le treillis 2 est abaissé grâce au moyen de maintien de déplacement du treillis, non représenté sur les figures annexées. Ensuite, le treillis 2 est déplacé en translation jusqu’à ce que la première barre inférieure 4 arrive en contact avec la ou les cales 12 disposée(s) dans le logement de la gaine 10. Une fois la première barre inférieure 4 positionnée sur la ou les cales 12, le treillis 2 est basculé en rotation de manière anti-horaire, avec pour axe de rotation la première barre inférieure 4, de sorte que la deuxième barre inférieure 5 vient en contact avec la ou les cales 12, les deux barres inférieures 4, 5 étant alors positionnées dans le logement de la gaine 10.
Ensuite, comme cela est visible sur la , le treillis est ensuite déplacé de sorte que les barres inférieures 4, 5 soient positionnées de manière symétrique dans le logement de la gaine 10.
Il faut noter ici que le moyen de maintien et de déplacement du treillis 2 peut consister en un préhenseur se présentant sous la forme d'une pince mécanique, d'un venturi, d'un électro-aimant, ou tout autre moyen de préhension convenant à l'homme du métier.
La illustre la même cinématique que celle visible sur la mais dans cette cinématique une des ailettes en retour 11 est écartée par le moyen d’écartement, non visible sur cette . Grâce à cet écartement d’une des ailettes en retour 11, on augmente la distance d entre les deux ailettes en retour 11, 11’ de manière faciliter l’introduction des barres inférieures 4, 5 dans le logement de la gaine 10. Bien entendu, un tel mode avantageux est particulièrement intéressant lorsque la différence entre la distance d et la longueur L est significative.
La illustre à nouveau la même cinématique que celle visible sur la mais dans cette cinématique les deux ailettes en retour 11, 11’ sont écartées par le moyen d’écartement. Par rapport à la cinématique décrite à la , avec l’écartement des deux ailettes en retour 11, 11’, on augmente encore la distance d de manière à faciliter encore plus l’insertion des barres inférieures 4, 5. A titre d’exemple, la distance d passe d’une valeur initiale de 80 cm (centimètres) à 83 ou 85 cm.
Cet écartement temporaire des deux ailettes en retour 11, 11’ permet ainsi de positionner un treillis 2 dans la gaine 10 alors que la longueur L est bien, ou très, supérieure à la distance d.
Bien entendu, dans un tel cas de figure, on peut également augmenter l’angle α jusqu’à un maximum proche de 90°. Ainsi, en utilisant l’écartement d’une ou des deux ailettes en retour 11, 11’ ainsi qu’en augmentant l’angle α, on peut procéder à l’assemblage du treillis 2 dans la gaine 10 avec une distance d minime au regard de la longueur L. A titre d’exemple, la différence entre la longueur L et la distance d peut être alors supérieure à 20 cm, voire à plus de 30 cm.
On peut noter que suite à l’écartement d’une ou des deux ailettes en retour 11, 11’, l’ailette ou les deux ailettes en retour 11, 11’ sont resserrées de manière à reprendre leur position initiale, avec une distance d’entre les deux ailettes en retour 11, 11’. Ce resserrement des ailettes en retour 11, 11’ s’effectue de manière automatique, par un phénomène de mémoire de forme, ou peut s’effectuer au moins en partie grâce à un moyen annexe, ou le moyen d’écartement, qui vient appuyer ou pousser sur les ailettes en retour 11, 11’ pour les ramener dans leur position initiale.
Le moyen d’écartement 15 est illustré selon un mode sur la et un autre mode sur la et sa cinématique d’insertion des barres inférieures 4, 5 du treillis 2. Ainsi, ce moyen d’écartement 15 peut consister en un levier ou manche s’étendant sensiblement verticalement disposant, à son extrémité en contact avec l’ailette en retour 11, 11’, d’un ergot 16 apte à saisir l’extrémité de l’ailette 11, 11’. Le manche ou le levier étant ramené vers l’extérieur de la gaine 10, l’ergot 16 contraint l’ailette en retour à se soulever de sorte que la distance d augmente.
Le moyen d’écartement 15 visible sur la diffère de celui visible sur la essentiellement en ce que ce moyen d’écartement 15, s’étendant suivant un plan sensiblement horizontal, est apte à se déplacer sensiblement horizontalement. Ce mode de réalisation est avantageux par rapport à celui de la car le moyen d’écartement 15 occupe dans la station d’installation une place moins importante.
Sur la est représenté une cinématique dans laquelle les deux ailettes en retour 11, 11’ sont écartées l’une de l’autre. Par ailleurs, dans cette cinématique, le treillis 2 est initialement situé de manière centré au-dessus de la gaine 10 puis le treillis est décalé par rapport à cette position initiale pour ne plus se situer dans le plan de symétrie de la gaine 10.
On peut noter également que, dans cette cinématique d’insertion du treillis 2 dans la gaine 10, visible sur cette , la première et la deuxième barre inférieure 4, 5 sont amenées dans le logement de la gaine 10, suivant un plan horizontal, puis ces deux barres 4, 5 sont alors abaissées ou descendus jusqu’à la ou les cales 12 formant support. Ainsi, il n’est pas nécessaire que la première barre inférieure 4 abute contre la ou les cales 12 pour réaliser l’insertion des barres inférieures 4, 5 dans la gaine métallique 10.
On note également dans le mode de réalisation visible sur cette la présence d’un bac de contenance 20 de la gaine 10, cette dernière 10 étant placée dans ce bac de contenance 20. Ce bac 20 contraint l’écartement des ailettes en retour 11, 11’ jusqu’à un écartement maximum souhaité. En effet, le bac de contenance 20 comporte des parois latérales présentant une inclinaison correspondant à l’écartement souhaité des ailettes en retour 11, 11’. Le bac de contenance 20 est avantageusement en matière non métallique, par exemple en matériau céramique.
En pratique après expansion, le séchage complet du matériau isolant expansé 7 dure une quinzaine de minutes pendant laquelle les poutrelles 1 sont immobilisées dans le magasin de poutrelle. Une fois le matériau isolant 7 sec, la poutrelle 1 est enfin évacuée jusqu'à un poste de palettisation manuel.
Bien que l'invention ait été décrite en liaison avec plusieurs modes de réalisation particuliers, il est bien évident qu'elle n'y est nullement limitée et qu'elle comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci entrent dans le cadre de l'invention.
L’agencement des différents éléments et/ou moyens et/ou étapes de l’invention, dans les modes de réalisation décrits ci-dessus, ne doit pas être compris comme exigeant un tel agencement dans toutes les implémentations. En tout état de cause, on comprendra que diverses modifications peuvent être apportées à ces éléments et/ou moyens et/ou étapes, sans s'écarter de l'esprit et de la portée de l’invention. En particulier :
- la forme et les dimensions du treillis 2 comme de la gaine 10, en particulier concernant les distance d et L pour autant que ces distances suivent la relation suivante d < L ;
- la ou les cales 12 qui peuvent être remplacées pour tout moyen permettant de tenir à distance les barres inférieures 4, 5 des parois de la gaine 10 ;
- la forme et les dimensions du moyen d’écartement 15 du ou des ailettes en retour 11, 11’ ;
- le sens de rotation du basculement aller comme le basculement retour tout comme le décalage (distance, excentration) du treillis 2 par rapport à la gaine 10.
L’usage du verbe « comporter », « comprendre » ou « inclure » et de ses formes conjuguées n’exclut pas la présence d’autres éléments ou d’autres étapes que ceux énoncés dans une revendication.
Dans les revendications, tout signe de référence entre parenthèses ne saurait être interprété comme une limitation de la revendication.
Claims (10)
- Procédé de fabrication d’une poutrelle (1) métallique,
la poutrelle (1) métallique se présentant sous la forme d’un treillis (2) d’acier constitué d’une barre d’acier supérieure (3) et de deux barres d’acier inférieures (4, 5), l’une dite première barre inférieure (4) et l’autre dite deuxième barre inférieure (5), reliées entre elles par une armature métallique (6) soudée, une gaine (10) métallique de section transverse en U avec deux ailettes en retour (11, 11’) logeant les deux barres inférieures (4, 5), le logement de ladite gaine (10) étant remplie d’un matériau isolant (7),
la longueur L entre les deux barres inférieures (4, 5) étant supérieure à la distance d séparant les extrémités des deux susdites ailettes en retour (11, 11’),
caractérisé en ce que ledit procédé consiste à :
- placer le treillis (2) au-dessus de ladite gaine (10), les deux barres inférieures (4, 5) étant positionnées à proximité du logement de la gaine (10) métallique ; puis
- basculer en rotation le treillis (2) suivant un angle α au moins égal à 10°, la barre supérieure (3) formant l’axe de rotation du treillis (2), ledit basculement en rotation formant le basculement aller ; puis
- déplacer le treillis (2) de sorte que la première barre inférieure (4) du treillis (2) pénètre dans le logement de la gaine (10) ; puis
- basculer en rotation le treillis (2) suivant un angle β au moins égal à 10°, la première barre inférieure (4) formant l’axe de rotation du treillis (2), ce basculement en rotation formant alors le basculement retour de sorte qu’à la fin dudit basculement retour la deuxième barre inférieure (5) est disposée dans le logement de la gaine (10) ;
- déplacer les barres inférieures (4, 5) dans le logement de la gaine (10) de sorte que les barres inférieures (4, 5) sont centrées dans le logement de la gaine (10) dans le cas où lesdites barres inférieures (4, 5) ne sont pas centrées à l’issue du basculement retour. - Procédé de fabrication selon la revendication 1, dans lequel les angles α et β sont compris entre 20° et 90°, avantageusement compris entre 30° et 50°.
- Procédé de fabrication selon la revendication 1 ou 2, dans lequel les angles α et β sont égaux.
- Procédé de fabrication selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel, au cours de la susdite étape de placement du treillis (2) au-dessus de la gaine (10), on centre la barre supérieure (3) du treillis (2) d’acier par rapport à la largeur de la section transverse de la gaine (10) métallique.
- Procédé de fabrication selon la revendication 4, dans lequel on décale la barre supérieure (3) par rapport au milieu de la largeur de la section transverse de la gaine (10) métallique au moins lors de la pénétration de la première barre inférieure (4) dans le logement de la gaine (10), de préférence avant la pénétration de la barre inférieure (4) dans ledit logement.
- Procédé de fabrication selon l’une quelconque des revendications précédentes, comportant également une étape d’écartement d’au moins une des deux ailettes en retour (11 ou 11’) de manière à augmenter temporairement la distance d, avantageusement des deux ailettes en retour (11, 11’).
- Procédé de fabrication selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le positionnement des deux barres inférieures (4, 5) de manière sensiblement symétrique dans le logement de la gaine (10) métallique intervient dans un délai d’au plus 30 secondes à compter du remplissage du logement de la gaine (10) par un matériau isolant (7), avantageusement dans un délai d’au plus 20 secondes.
- Procédé de fabrication selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le matériau isolant (7) consiste en un polymère expansible, avantageusement consistant en du polyuréthane expansé.
- Installation pour la mise en œuvre du procédé de fabrication selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu’elle comprend :
- un moyen pour assembler le treillis (2),
- un moyen pour former la gaine (10) métallique,
- un moyen pour maintenir et déplacer le treillis (2) au moins jusqu’au positionnement des deux barres inférieures (4, 5) dans le logement de la gaine (10) métallique,
ledit moyen pour maintenir et déplacer le treillis (2) permettant de réaliser :- un basculement en rotation aller du treillis (2) suivant un angle α au moins égal à 10°, la barre supérieure (3) formant l’axe de rotation, pour l’introduction de la première barre inférieure (4) dans le logement de la gaine (10), puis
- un basculement en rotation retour du treillis (2) suivant un angle β au moins égal à 10°, la première barre inférieure (4) formant l’axe de rotation, pour l’introduction de la deuxième barre inférieure (5) dans le logement de la gaine (10) ;
- avantageusement un moyen d’écartement (15) d’au moins une des deux ailettes en retour (11 ou 11’), de préférence des deux ailettes en retour (11, 11’), en retour de manière à augmenter temporairement la distance d entre les deux ailettes en retour. - Installation selon la revendication 9, dans laquelle le moyen pour maintenir et déplacer le treillis (2) comprend deux pinces de préhension présentant deux surfaces d’appui mobiles et inclinées l’une par rapport à l’autre de manière à former une surface de préhension en V, chacune desdites surfaces d’appui étant destinées à prendre appui sur l’une des faces latérales du treillis (2) de manière à exercer une pression de part et d’autre dudit treillis (2).
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| Publication number | Publication date |
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| FR3127772B1 (fr) | 2024-04-12 |
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