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(11) | EP 1 812 213 B1 |
| (12) | FASCICULE DE BREVET EUROPEEN |
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| (54) |
GABARITS POUR LA CONFECTION D'ASSEMBLAGES POUR POUTRAISONS EN BOIS ZUSAMMENBAUVORRICHTUNGEN ZUR HERSTELLUNG VON VERBINDUNGEN FÜR HOLZTRÄGER JIGS FOR PRODUCING JOINTS FOR WOODEN BEAMS |
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| Il est rappelé que: Dans un délai de neuf mois à compter de la date de publication de la mention de la délivrance de brevet européen, toute personne peut faire opposition au brevet européen délivré, auprès de l'Office européen des brevets. L'opposition doit être formée par écrit et motivée. Elle n'est réputée formée qu'après paiement de la taxe d'opposition. (Art. 99(1) Convention sur le brevet européen). |
[0001] La présente invention concerne un set comprenant des gabarits utilisés pour la confection de tenons et mortaises en queues d'aronde, destinés à l'assemblage de pièces de poutraisons en bois.
[0002] Dans le domaine de la charpente, les assemblages couramment utilisés consistent en des tenons et mortaises droits. La réalisation d'un tenon droit est problématique en ce qu'il est nécessaire d'utiliser soit une tenonneuse de charpente stationnaire de coût élevé, soit une scie circulaire portative nécessitant plusieurs opérations manuelles et dont le résultat final manque de précision. Un tenon et une mortaise droits exécutés sur des pièces de charpente sont encastrés l'un dans l'autre en présentant sur le même plan l'extrémité de la pièce de charpente pourvue du tenon droit contre la face de l'autre pièce pourvue de la mortaise. Cet encastrement nécessite l'écartement des deux pièces de charpente, d'au moins la valeur de la longueur du tenon droit, pour que celui-ci puisse s'enfiler dans la mortaise. De plus, un tenon droit peut sortir de la mortaise tant que l'assemblage n'est pas chevillé ou maintenu par un autre moyen technique. Un assemblage à tenon et mortaise droits n'est par définition pas auto serrant.
[0003] Le document DE 198 13 098 décrit une méthode de confection d'un tenon et d'une mortaise par deux gabarits, chacun présentant une découpe permettant d'obtenir un tenon, respectivement une mortaise droits. L'inclinaison en profondeur du tenon et de la mortaise est obtenue par une fraise en forme de queue d'aronde. Un tel jeu de tenon et mortaise nécessite un assemblage à force du tenon dans la mortaise ainsi que très grande précision d'usinage sur la largeur de ces deux éléments, un tenon trop large relativement à la mortaise empêchant l'assemblage de ces éléments et au contraire, un tenon trop étroit relativement à la mortaise rendant l'assemblage peu stable ou même peu fiable. En général l'outil de coupe préparant de tels assemblage est commandé par ordinateur afin d'assurer la précision d'usinage nécessaire.
[0004] Une autre technique d'assemblage utilisé dans le domaine de la charpente consiste en un tenon et une mortaise en forme de queue d'aronde, s'insérant l'un dans l'autre de façon auto serrante et dont la réalisation à ce jour est exclusivement possible par une machine à commande numérique pour la taille de la charpente et dont le coût est extrêmement élevé. Une telle machine est destinée à produire des assemblages de poutraisons préfabriqués en usine ; vu ses dimensions, elle n'est pas destinée à fonctionner sur un chantier de construction.
[0005] Le document DE 297 01 492 décrit un assemblage en queue d'aronde fabriqué mécaniquement. Bien ce document décrive les avantages d'un assemblage en queue d'aronde présentant des flancs inclinés, il ne décrit pas les moyens permettant de réaliser un tenon et une mortaise permettant un tel assemblage. Aucune indication n'est fournie sur le type de gabarit à utiliser à cet effet.
[0006] Une autre manière courante de réaliser des assemblages de charpente passe par l'utilisation de connecteurs métalliques rapportés et fixés sur les pièces de charpente. La majorité des connecteurs métalliques comprennent une pièce mâle et une pièce femelle qui sont destinées à s'encastrer l'une dans l'autre. Ces connecteurs sont positionnés et fixés sur les pièces de charpente au moyen de vis ou de clous d'ancrage avec ou sans fraisage préalable d'un logement. Les connecteurs et la visserie nécessaire à leur fixation représentent un matériel coûteux dont l'acquisition se répète autant de fois qu'il est nécessaire de réaliser un assemblage. La réalisation de tels assemblages nécessite de nombreuses opérations et est par conséquent relativement longue.
[0007] Quant aux gabarits portatifs existants dans le domaine de la charpente, ils sont destinés à de nombreuses applications comme le fraisage pour le logement de ferrements, le positionnement de ferrements ou comme guide de perçage. Les gabarits existants ne permettent pas de fraiser de manière portative des tenons et mortaises en queue d'aronde pour la charpente.
[0008] Un but de l'invention est donc de proposer un dispositif permettant de confectionner des assemblages de pièces de charpentes ne rencontrant pas les inconvénients des dispositifs connus. En particulier le dispositif doit être portatif, permettant de confectionner des assemblages par tenon et mortaise en queue d'aronde faciles à réaliser, aussi bien sur un chantier qu'en atelier, qui puissent être confectionnés de manière répétitive, l'équipement nécessaire étant peu coûteux.
[0009] Pour ceci, il est proposé un dispositif, un ensemble ou un set comprenant notamment un gabarit mâle pour la confection des tenons ainsi qu'un gabarit femelle pour la confection des mortaises, tel que décrit dans la revendication 1. Des formes d'exécution particulières et variantes sont décrites dans les revendications dépendantes.
[0010] L'invention est décrite en détail ci-après, cette description étant à considérer en regard du dessin annexé comportant les figures où :
la figure 1 est une vue de face d'une forme d'exécution préférentielle d'un gabarit mâle,
la figure 2 est une vue de côté du gabarit mâle de la figure précédente,
la figure 3 est une vue de face d'une forme d'exécution préférentielle d'un gabarit femelle, et
la figure 4 est une vue de côté du gabarit femelle de la figure précédente.
[0011] Le gabarit mâle 1 représenté aux figures 1 et 2 est destiné à permettre la confection d'un tenon en forme de queue d'aronde sur une face d'extrémité d'une poutre de bois 2, visible ici derrière le gabarit. Le gabarit 1 est constitué essentiellement d'une plaque rigide 10, de préférence métallique ou en matériau synthétique dur. La plaque 10 comprend une découpe 11 dont une portion centrale 110 épouse une forme de queue d'aronde. La découpe 11 comprend aussi une échancrure 12, hors de la portion 110 en forme de queue d'aronde, destinée à positionner une défonceuse en début de fraisage du tenon. Le gabarit 1 comprend aussi une butée ajustable 14, disposée derrière la plaque 10 et comprenant une portion d'appui 140 destinée à venir en appui sur le champ supérieur de la poutre 2. Vu que la hauteur du tenon est généralement fonction de la hauteur de la poutre, la hauteur du tenon valant généralement environ les 2/3 de la hauteur de la poutre porteuse sur laquelle la mortaise sera confectionnée, la position de la butée 14, respectivement de la portion d'appui 140 sur le gabarit 1 est ajustable le long de moyens de repères, par exemple les repères 141 signalant différentes hauteurs de poutre ou de tenons, la butée 14 étant ensuite fixée selon la hauteur choisie par des moyens de fixation, par exemple une ou plusieurs vis 142. Le gabarit comprend encore une butée de serrage 15, disposée elle aussi derrière la plaque 10, et comprenant une portion de serrage 150 destinée à venir en appui de serrage sur la face de la poutre 2 opposée à celle sur laquelle la portion d'appui 140 est disposée. Des moyens de fixation 151, par exemple à vis, permettent de fixer la butée de serrage 15, de manière à ce que la poutre 2 soit pincée entre les portions d'appui 140 et 150. Les portions d'appui 140 et 150 peuvent comprendre des dents ou griffes, non représentées sur les figures, destinées à s'enficher dans la poutre, ou tout autre moyen de surface anti-glissement, aidant à maintenir encore plus fermement le gabarit 1 sur l'extrémité de la poutre 2. Le gabarit 1 peut comprendre encore des moyens de centrage, par exemple un repère 13 aménagé ici sur une portion centrale de la découpe, ou tout autre moyen de repère, par exemple une découpe en escaliers, aménagée sur la butée ajustable 14 et/ou sur la butée de serrage 15 permettant de positionner le gabarit 1 sur la poutre 2, afin que le tenon soit taillé au centre de la face d'extrémité de la poutre 2.
[0012] Après avoir posé, positionné et fixé le gabarit 1 sur l'extrémité de la poutre 2, le serrage des portions d'appui 140 et 150 peut encore être amélioré en disposant un ou deux serre-joints sur ces portions d'appui 140 et 150. Afin de laisser libre le passage de la fraise lors du fraisage du tenon, les portions d'appui 140 et 150 comprennent chacune une échancrure à proximité de la portion centrale de la découpe 11 en forme de queue d'aronde. Des trous 16, aménagés sur la portion centrale du gabarit 1, peuvent permettre de visser le gabarit 1 sur l'extrémité de la poutre 2, pour le cas où, selon la configuration ou la forme de la poutre 2, il n'est pas possible de fixer la gabarit par les moyens décrits précédemment.
[0013] Le gabarit femelle 3, représenté aux figures 3 et 4, est destiné à permettre la confection d'une mortaise en forme de queue d'aronde sur une face d'une poutre de bois 4. Le gabarit 3 est constitué essentiellement d'une plaque 30 rigide, de préférence métallique ou en matériau synthétique dur et de préférence d'épaisseur légèrement inférieure à celle de la plaque 10 du gabarit 1 pour une raison qui sera expliquée plus bas. La plaque 30 comprend une découpe 31, dont une portion centrale 310 épouse une forme en queue d'aronde, semblable à la forme de queue d'arondé de la découpe 110 du gabarit 1. Une échancrure 32 est aménagée sur la découpe 31, hors de la zone en forme de queue d'aronde, permettant le positionnement d'une défonceuse en début de fraisage de la mortaise. Le gabarit 3 comprend aussi une butée ajustable 34, disposée derrière la plaque 30 et comprenant une portion d'appui 340 destinée à venir en appui sur le champ supérieur de la poutre 4. Comme précédemment, la position de la butée 34, respectivement de la portion d'appui 340 est ajustable le long de moyens de repères, par exemple les repères 341 signalant différentes hauteurs de poutre ou de tenons, la butée 34 étant ensuite fixée selon la hauteur choisie par des moyens de fixation, par exemple une ou plusieurs vis 342. Le gabarit 3 peut comprendre encore une butée de serrage (non représentée sur la figure), comprenant une portion de serrage et des moyens de fixation et fonctionnant comme la butée de serrage correspondante décrite pour le gabarit mâle. Vu que parfois la poutre 4 dans laquelle une ou plusieurs mortaises sont à réaliser est disposée au sommet d'un mur, sa face inférieure qui devrait.être serrée par la butée de serrage n'est pas accessible. D'autres moyens de fixation doivent donc aussi être prévus, comme par exemple des portions en forme d'oreilles 36 de la plaque de tôle, destinées à recevoir des serre-joints de serrage ou alors des trous 37 permettant de visser le gabarit 3 sur la poutre 4 afin de l'y fixer. Le choix du moyen de fixation approprié se fait selon la configuration et la forme de la poutre 4 ou les caractéristiques d'un travail en atelier ou sur un chantier. Comme précédemment, afin de laisser libre le passage de la fraise lors de la confection de la mortaise, la portion d'appui 340 et l'éventuelle portion d'appui du moyen de serrage comprennent chacune une échancrure à proximité de la portion centrale de la découpe 31 en forme de queue d'aronde. Un moyen de repère 33, par exemple une entaille sur une portion centrale de la découpe 31, ou un autre moyen de repère sur la butée ajustable 34, permet de positionner le gabarit 3 avec précision sur la poutre 4.
[0014] Pour la confection d'un tenon sur l'extrémité d'une poutre, on prend un gabarit mâle 1 et on détermine d'abord le réglage de position de la butée ajustable 14, selon les dimensions de la poutre porteuse, puis on fixe cette butée en position sur le gabarit par les moyens de fixation 142. Ensuite on place le gabarit 1 sur la face d'extrémité de la poutre 2, la portion d'appui 140 étant placée sur le champ supérieure de la poutre, on centre le gabarit par le moyen de centrage adéquat et on fixe le gabarit 1 sur l'extrémité de la poutre par l'un ou l'autre des moyens de fixation décrits. On prépare ensuite une défonceuse manuelle de type conventionnel, en l'équipant d'une bague de copiage et d'une fraise en forme de queue d'aronde. Pour le cas où les dimensions de la table d'appui incorporés à la défonceuse ne seraient pas suffisantes pour procurer un appui convenable de cette dernière sur la surface du gabarit, une extension de cette table d'appui peut être prévue. La hauteur de fraisage, respectivement la distance entre l'extrémité de la fraise et la table d'appui, est réglée par un jauge de réglage ou tout autre moyen de mesure de manière à correspondre à la profondeur du tenon, respectivement de la mortaise. La défonceuse est ensuite introduite dans l'échancrure 12, venant en appui d'une part par sa table d'appui sur la surface du gabarit et d'autre part par sa bague de copiage contre la portion de découpe 110 en forme de queue d'aronde. La défonceuse est mise en marche et le fraisage s'effectue en suivant la découpe 110, puis éventuellement en fraisant le solde de la poutre hors du champ d'action de la fraise lorsque la bague de copiage reste en contact avec la découpe 110. Après avoir retiré la défonceuse ainsi que le gabarit de l'extrémité de la poutre, on dispose d'une poutre 2 munie d'un tenon d'une profondeur déterminée et parfaitement formé à son extrémité .
[0015] La confection d'une mortaise dans une poutre 4 s'effectue de manière relativement semblable. On prend tout d'abord un gabarit femelle 3 et on règle la position de la butée ajustable 34 à la même valeur que la valeur de réglage utilisée sur le gabarit 1, puis on positionne et fixe le gabarit 3 sur la poutre 4 à l'endroit où la mortaise est à réaliser. Sans modifier le réglage de profondeur de la fraise sur la défonceuse, on fraise la mortaise de manière semblable à ce qui a été décrit plus haut. Après retrait de la défonceuse et du gabarit, on dispose d'une poutre 4 munie d'une mortaise d'une profondeur déterminée et parfaitement formée.
[0016] II a été dit précédemment que l'épaisseur de la plaque 30 formant le gabarit femelle 3 est légèrement inférieure à celle de la plaque 10 formant le gabarit mâle 1. En gardant constant le réglage de profondeur de la fraise sur la défonceuse, on obtient donc une mortaise légèrement plus profonde que le tenon, permettant, grâce au jeu ainsi créé, un assemblage facile de ces deux éléments et un affleurage parfait de l'assemblage sur les parties visibles des poutres.
[0017] On disposera de préférence de plusieurs jeux, ensembles ou sets de gabarits mâles et femelles, ces différents jeux, ensembles ou sets correspondant chacun à des poutres d'une certaine gamme de dimensions. Ainsi on aura par exemple un jeu de gabarits, mâle et femelle, pour des poutres de petites dimensions, pour la confection de queues d'arondes étroites, un autre jeu pour des poutres de dimensions moyennes pour la confection de queues d'arondes de dimensions moyennes et un dernier jeu pour des poutres de fortes dimensions, pour la confection de queues d'arondes de fortes dimensions. Ainsi les tenons et mortaises sont toujours dimensionnés de manière à présenter la capacité de charge optimum selon les dimensions des poutres à assembler.
[0018] Ainsi, à l'aide du dispositif décrit, comportant les sets de gabarits décrits, il est maintenant possible de confectionner des tenons et mortaises en queues d'aronde sur des poutres, qui soient auto serrants, ceci en atelier ou directement sur le chantier, de manière simple, peu coûteuse et dé manière répétitive.
- au moins un premier gabarit mâle (1) comprenant une plaque rigide (10), destiné à être disposé sur une face d'extrémité de poutre en bois (2) pour la confection d'un tenon en forme de queue d'aronde sur ladite face d'extrémité de poutre, et
- au moins un deuxième gabarit femelle (3) comprenant une plaque rigide (30), destiné à être disposé sur une portion de face d'une poutre en bois (4), pour la confection d'une mortaise en forme de queue d'aronde sur ladite portion de face de poutre,
- ledit premier gabarit mâle (1) comprenant une surface d'appui (100) et une découpe (11) dont une portion centrale épouse ladite forme en queue d'aronde, ladite surface d'appui et ladite découpe en forme de queue d'aronde étant aptes à coopérer, pour la confection dudit tenon, avec une défonceuse munie notamment d'une table d'appui en appui sur la surface d'appui (100), d'une bague de copiage en appui sur la découpe en forme de queue d'aronde et d'une fraise en forme de queue d'aronde, pour la confection dudit tenon en forme de queue d'aronde, ledit tenon confectionné ayant une profondeur déterminée,
- ledit deuxième gabarit femelle (3) comprenant une surface d'appui (300) et une découpe (31) dont une portion centrale épouse ladite forme en queue d'aronde, ladite surface d'appui et ladite découpe en forme de queue d'aronde étant aptes à coopérer, pour la confection dudit tenon, avec ladite défonceuse munie notamment de ladite table d'appui en appui sur la surface d'appui (300), de ladite bague de copiage en appui sur la découpe en forme de queue d'aronde et de ladite fraise en forme de queue d'aronde, pour la confection de ladite mortaise en forme de queue d'aronde, ladite mortaise confectionnée ayant une autre profondeur déterminée,
caractérisé en ce que :l'épaisseur de la plaque rigide (10) du premier gabarit mâle (1) est supérieure à l'épaisseur de la plaque rigide (30) du deuxième gabarit femelle (3), de telle manière que ladite mortaise confectionnée ait une profondeur déterminée plus grande que la profondeur déterminée du tenon confectionné, pour un réglage constant de la profondeur de la fraise sur la défonceuse.
- at least one first male jig (1) that includes a rigid plate (10), intended to be placed on an end face of a timber beam (2) for the execution of a tenon on the said end face of the beam, and
- at least one second female jig (3) that includes a rigid plate (30), intended to be placed on a part of the face of a timber beam (4), for the execution of a mortise on the said part of the face of the beam,
- where the said first male jig (1) includes a bearing surface (100) and a cut-out (11) of which a central part is of dovetail shape, with the said bearing surface and the said dovetail-shaped cut-out being capable of working, for the execution of the said tenon, with a router that is equipped in particular with a support table resting on the bearing surface (100), with a copying ring resting on the dovetail-shaped cut-out, and with a dovetail-shaped milling machine for execution of the said dovetail-shaped tenon, where the said executed tenon is of a given depth,
- where the said second female jig (3) includes a bearing surface (300) and a cut-out (31) of which a central part is of dovetail shape, with the said bearing surface and the said dovetail-shaped cut-out being capable of working, for execution of the said tenon, with said router that is equipped in particular with the said support table resting on the bearing surface (300), with the said copying ring resting on the dovetail-shaped cut-out, and with the said milling machine, for execution of the said dovetail-shaped mortise, where the said executed is of a different given depth, characterised in that the thickness of the rigid plate (10) of the first male jig (1) is greater than the thickness of the rigid plate (30) of the second female jig (3), so that the said executed mortise has a given depth that is greater than the given depth of the executed tenon, for a constant setting of the depth of the milling machine on the router.
- zumindest einer männlichen ersten Schablone (1), eine starre Platte (10) umfassend und dafür bestimmt, an einer Endfläche eines Holzbalkens (2) angeordnet zu werden, um einen Zapfen in Gestalt eines Schwalbenschwanzes auf der Balkenendfläche zu bilden, und
- zumindest einer weiblichen zweiten Schablone (3), eine starre Platte (30) umfassend und dafür bestimmt, auf einem Seitenabschnitt eines Holzbalkens (4) angeordnet zu werden, um ein Zapfenloch in Gestalt eines Schwalbenschwanzes auf dem Balkenseitenabschnitt zu bilden,
- wobei die männliche erste Schablone (1) eine Auflagefläche (100) und einen Ausschnitt (11) umfasst, von dem ein zentraler Abschnitt sich der Schwalbenschwanzform anschmiegt, und die Auflagefläche und der Ausschnitt in Schwalbenschwanzform geeignet sind, für die Anfertigung des Zapfens mit einer Oberfräse, die namentlich mit einem Auflagetisch versehen ist, der sich auf die Auflagefläche (100) stützt, mit einem sich auf den Ausschnitt in Schwalbenschwanzgestalt aufstützenden Kopierring und mit einer schwalbenschwanzförmigen Fräse für die Anfertigung des schwalbenschwanzförmigen Zapfens zusammenzuwirken, wobei der angefertigte Zapfen eine bestimmte Tiefe besitzt,
- wobei die weibliche zweite Schablone (3) eine Auflagefläche (300) und einen Ausschnitt (31) umfasst, von dem ein zentraler Abschnitt sich der Schwalbenschwanzform anschmiegt, und die Auflagefläche und der Ausschnitt in Schwalbenschwanzform geeignet sind, für die Anfertigung des Zapfens mit der Oberfräse, die namentlich mit dem Auflagetisch versehen ist, der sich auf die Auflagefläche (300) stützt, mit dem sich auf den Ausschnitt in Schwalbenschwanzgestalt aufstützenden Kopierring und mit der schwalbenschwanzförmigen Fräse für die Anfertigung des schwalbenschwanzförmigen Zapfenlochs zusammenzuwirken, wobei das angefertigte Zapfenloch eine andere bestimmte Tiefe besitzt,
dadurch gekennzeichnet, dass:die Dicke der starren Platte (10) der männlichen ersten Schablone (1) grösser als die Dicke der starren Platte (30) der weiblichen zweiten Schablone (3) ist, damit bei einer konstanten Einstellung der Tiefe der Fräse auf der Oberfräse das angefertigte Zapfenloch eine bestimmte Tiefe erlangt, die grösser als die bestimmte Tiefe des angefertigten Zapfens ist.
RÉFÉRENCES CITÉES DANS LA DESCRIPTION
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