Brevet FR2167424A1 — publié le 19730824

L'invention concerne les channes transformables formées de solides polyédriques articulés entre eux et pouvant prendre diverses configurations, comme décrit par exemple dans le brevet français 1 582 965 du 28 Août 1968 au nom de Alain NEGRE. Ces chaînes, qui peuvent être ouvertes mais le plus souvent fermées, sont constituées généralement par un nombre pair de solides alternativement symétriques les uns des autres5 articulés entre eux suivant certaines de leurs arêtes qui sont communies, ces solides étant constitués par des polyèdres, généralement non réguliers, par exemple des prismes ou des tétraèdres dont les quatre sommets sont les quatre extrémités de deux arêtes non parallèles et non concourantes d'un parallélépipède, rectangle ou non.Parmi ces dispositifs, le plus simple à imaginer est celui constitué par une chaîne fermée comprenant huit tétraèdres alternativement symétriques les uns des autres et construits chacun è partir de deux arêtes non parallèles et non concourantes d'un cube, comme décrit dans le brevet français susvisé. Cependant, les considérations qui vont suivre s'appliquent indifféremment aux divers autres types de chatnes de forme moins régulière. On sait, d'après le brevet français qui vient d'être rappelé, qu'il est possible de réaliser ces chaînes, notamment celles particulières décrites, par moulage en une seule pièce des divers solides dont les arêtes communes sont réunies par un voile de matière plastique constituant lui-même l'articulation. Ceci n'est possible que si la matière plastique utilisée est suffisamment flexible pour pouvoir être pliée alternativement un grand nombre de fois sans se rompre, ce qui exige donc une matière plastique suffisamment souple. Ce procédé présente cependant l'inconvénient de mouler les solides en plein, ce qui consomme une grande quantité de matière plastique et, d'autre part, demande un grand temps de refroidissement lors du moulage et entrain inévitablement des déformations et des retassures en raison même de la masse moulée et de la déformabilité de la matière. D'autre part, quelle que soit l'utilisation de la chatne, qu'il s'agisse d'un jeu, d'un matériel pédagogique, d'un décor ou d'un support publicitaire, sans que ces applications soient limitatives, il est très souvent nécessaire de marquer ou de décorer certaines des faces, par exemple de les colorier, ce qui est relativement difficile, en particulier si la matière utilisée est une polyoléfine, ce qui est généralement le cas. Enfin, dans certains cas, il peut être utile de pouvoir modifier les emplacements sur la chatne des marques ou des décors ainsi apposés, ce qui est généralement impossible. L'invention a pour but de réaliser une chatne du type indiqué mais qui ne présente pas les inconvénients précités. Elle consiste à réaliser par moulage, au moyen d'une matière plastique flexible telle qu'une polyoléfine et, de préférence, du polypropylène, l'ensem ble de la chaîne de polyèdres voulus y compris les articulations entre ces polyèdres de la manière indiquée plus haut, chacun de ces polyèdres étant moulé en creux avec ses diverses faces constituées chacune par une paroi de faible épaisseur, sauf une de ces faces qui est ouverte pour permettre Le démoulage, et par ailleurs, à réaliser avec une matière rigide des pièces de remplissage en nombre égal au nombre de polyèdres de la chaîne, chacune de ces pièces de remplissage étant elle-m8me creuse et comportant une face destinée à venir fermer la face manquante d'un des polyèdres de la chaîne et au moins une face supplémentaire venant se fixer sur la face intérieure d'une des parois du polyèdre de la pièce précédente au moyen d'une colle appropriée. Chacune de ces pièces de remplissage peut elle-même être fabriquée par moulage en creux à partir d'une matière plastique rigide telle que du polystyrène, et comporter autant de faces que le polyèdre qu'elle est destinée à remplir moins une, la face ouverte de la pièce de remplissage n'étant naturellement pas en correspondance avec la face ouverte du polyèdre correspondant de la première pièce. Dans ce cas, les diverses pièces de remplissage, qui sont en fait seulement de deux types symétriques au point de vue forme, peuvent avantageusement être moulées dans des matières colorées dans la masse et de couleurs différentes pour les diverses pièces. Les pièces de remplissage peuvent également être constituées à partir d'une pièce en tôle d'acier doux pliée avec une face de fermeture légèrement en retrait par rapport à la face théorique du polyèdre et au moins une face de collage adjacente à la première, la fermeture de la face ouverte du polyèdre étant alors obtenue au moyen d'un polygone, généralement un triangle, découpé dans une feuille mince en matériau magnétique venant s'appliquer de manière amovible sur la face en acier doux. Dans ce cas, la chaîne de polyèdres, avec ses pièces de remplissage en acier, peut avantageusement être accompagnée par une collection de telles plaquettes de fermeture diversement colorées ou marquées. Pour mieux faire comprendre l'objet de l'invention, on va en décrire, à titre d'illustration et sans aucun caractère limitatif, un mode de réalisation pris comme exemple et représenté sur le dessin annexé, sur lequel - la figure unique représente, en perspective éclatée, la pièce principale moulée avec diverses réalisations des pièces de remplissage et des plaquettes de fermeture. Dans cet exemple, on se limite à une chaine fermée formée de huit tététraèdres, alternativement symétriques les uns des autres et construits chacun à partir de deux arêtes non parallèles et non concourantes d'un cube. On voit sur la figure les quatre tétraèdres 1 et les quatre tétraèdres symétriques 2 réunis entre eux par leurs arêtes communes, alternativement 3 et 4. Conformément à l'invention, on commence par mouler, à l'aide d'une matière plastique semi-souple, telle que du polypropylène, une pièce unique désignée dans son ensemble par 5, représentant l'ensemble des huit tétraèdres orientés dans la position de moulage de la manière représentée sur la figure, c 'est-àdire avec les articulations 3 verticales et les -articulations 4 horizontales dans le plan de joint.Chaque tétraèdre est cependant constitué seulement par trois parois minces au lieu de quatre, la quatrième étant supprimée pour permettre le démoulage et les parois supprimées des huit tétraèdres étant par commodité toutes orientées à la partie supérieure de la figure, c'est-àdire dans le plan de joint, ce qui permet par conséquent, avec un moule très simple en deux parties seulement, d'effectuer en un seul moulage l'ensemble de la pièce 5. Les parois relativement minces sont faciles à mouler et refroidissent rapidement, ce qui permet la fabrication dans un temps très réduit, utilise très peu de matière etréduit au minimum les déformations. Toutefois, en raison même de leur minceur et de la nature de la matière qui les compose, il est inévitable que des déformations se produisent dans ces parois.En particulier, lors du refroidissement des parties plus massives se trouvant nécessairement au voisinage des arêtes aiguës, il se produit généralement une déformation d'ensemble tendant à creuser les parois vers l'intérieur du tétraèdre du côté de leur bord libre. Ce défaut disparaît automatiquement lorsqu'on introduit et que l'on fixe en place les pièces de remplissage comportant la face supérieure manquante 6 de chacun des tétraèdres. Naturellement, pour permettre une fixation efficace de cette face 6, chacune de ces pièces de remplissage comporte necessairement au moins une face supplémentaire venant s'appliquer à l'intérieur des parois du tétraèdre correspondant de la pièce 5 pour le renforcer et permettre la fixation par collage. A titre d'exemple, ces pièces de remplissage désignées dans leur ensemble par 7 peuvent avantageusement être réalisées elles-mêmes par moulage en creux à partir d'une matière plastique rigide, telle que du polystyrène, comme il apparaît sur la partie supérieure gauche de la figure. Dans ce cas, à la face 6 sont fixées deux faces adjacentes 8, la dernière face étant naturellement supprimée pour permettre le moulage en creux et le démoulage. Ceci permet, par conséquent, d'introduire la pièce de remplissage 7 à l'intérieur d'un des tétraèdres de la pièce 5 par la face supérieure ouverte de ce tétraèdre et de la fixer en enduisant les faces extérieures des parois 8 au moyen d'une colle appropriée, permettant le collage sur polypropylène, et constituée par exemple par un adhésif permanent. La mise en place de ces pièces de remplissage 7 est donc extrêmement facile et rapide. Naturellement, dans ce cas, toutes ces pièces de remplissage destinées aux tétraèdres 2 sont identiques entre elles et peuvent être extraites d'un même moule, tandis que toutes celles destinées aux tétraèdres 1 sont symétriques des précédentes. I1 suffit donc de deux moules pour réaliser l'ensemble des pièces, ce qui n'empêche pas de mouler avec ces deux seuls moules des séries de pièces de couleurs différentes par coloration dans la masse de la matière plastique afin que les diverses faces 6 qui apparaissent finalement à la face supérieure de la channe, telle que représentée sur la partie gauche de la figure, soient diversement colorées en autant de couleurs que l'on désire.Ala place des couleurs ou en plus de celles-ci, il est naturellement possible de peindre, de graver, d'imprimeur ou de mouler dans les faces 6 des marques différentes, telles que lettres, chiffres, dessins ou signes quelconques, pour permettre leur identification. Dans une variante correspondant à la partie droite de la figure, les pièces de remplissage peuvent avantageusement être constituées par une pièce en acier doux découpée et pliée de manière à constituer la face supérieure de fermeture 6a, plus une face adjacente 8a, ce qui permet, comme précédemment, l'introduction de l'ensemble par la face ouverte de chaque tétraèdre et la fixation par collage de l'ensemble de cette pièce métallique, afin de réaliser la fermeture de la face supérieure ouverte de chaque tétraèdre.Cependant, dans ce cas, la face 6a est laissée de préférence en retrait de 1 à 2 mm en dessous de la face théorique du polyèdre, c'est-à-dire la face du plan de joint dans l'exemple choisi, afin de ménager la place pour des plaquettes de fermeture 6b découpées dans un matériau magnétique en feuille, tel que du caoutchouc magnétique, et destinées à venir se fixer sur la partie métallique 6a par simple application. La face supérieure de ces plaquettes 6b peut avantageusement recevoir également une marqueS telle que lettres, chiffres, dessins ou signes quelconques, ou encore être colorée at il est particulièrement intéressant, dans ce cas, d'assortir l'ensemble de la channe d'une collection de plaquettes 6a en nombre supérieur à huit, diversement marquées ou colorées pour permettre un grand nombre de variantes d'assemblage.Ces diverses plaquettes peuvent aisément être présentées par application sur un support métallique ferro-magnétique. Dans le cas pris comme exemple, où les tétraèdres sont construits à partir d'un cube, les diverses plaquettes 6b sont toutes constituées par des triangles isocèles rectangles égaux entre eux. On n'a donc à en prévoir qu'un seul type. Dans le cas où, au contraire, les tétraèdres seraient construits à partir de deux arêtes d'un parallélépipède rectangle, les diverses plaquettes seraient alternativement symétriques les unes des autres, ce qui obligerait soit à en avoir de deux types, soit à en avoir d'un seul type, à condition de les aimanter et de les marquer sur leurs deux faces. Enfin, si les tétraèdres étaient construits à partir des arêtes d'un parallélépipède non rectangle, le nombre de types de plaquettes pourrait sten trouver accru. La chalne de polyèdres selon l'invention, d'une fabrication aisée et d'une grande robustesse, permet, en particulier sous la dernière forme décrite, des applications pédagogiques ou distractives extrêmement intéressantes, en demandant aux sujets, dans un premier temps, de réaliser la mise en place, sur la channe déployée, des couleurs ou des marques voulues dans un ordre imposé représenté par exemple par un dessin ou une photographie puis, dans un deuxième temps, d'effectuer les manipulations successives nécessaires pour permettre d'obtenir un état de la chaîne représenté également par un autre dessin ou une photographie, ce qui double l'intérêt du jeu. En outre, il est important de remarquer qu'en utilisant plusieurs chaînes, semblables ou non, il est possible d'augmenter considérablement les possibilités du jeu ou de l'exercice et la variété des volumes et des aspects que l'on peut réaliser par juxtaposition ou imbrication des diverses chatnes. I1 est bien entendu que les modes de réalisation ci-dessus décrits ne présentent aucun caractère limitatif et pourront recevoir toutes modifications désirables sans sortir pour cela du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Chaîne de polyèdres articulés, alternativement symétriques les uns des autres, caractérisée par le fait quelle comprend, d'une part, une pièce principale réalisée en une seule opération de moulage au moyen d'une matière plastique semi-souple, telle que du polypropylène, et comportant un certain nombre de parois relativement minces correspondant aux diverses faces de chaque polyedre sauf une qui demeure ouverte, les diverses parties de la chaîne étant articulées entre elles au moyen de voiles minces réunissant les arêtes communes, et d'autre part des pièces de remplissage comportant une face destinée à refermer la face ouverte de chacun des polyèdres avec au moins une face supplémentaire destinée à renforcer le polyèdre et à permettre la fixation de la pièce de remplissage à l'intérieur du polyèdre au moyen d'un collage approprié. 2. Chaîne selon la revendication 1, caractérisée par le fait que les diverses pièces de remplissage sont moulées en matière plastique rigide et comportent chacune des parois minces en nombre égal au nombre de faces du polyèdre moins une qui demeure ouverte pour permettre le démoulage, cette face demeurant ouverte n'étant pas homologue de la face demeurant ouverte dans le polyèdre correspondant de la pièce principale. 3. Chaîne selon la revendication 2, caractérisée par le fait que les pièces de remplissage sont diversement colorées dans leur masse ou marquées sur leur face de fermeture. 4. Chaîne selon la revendication 1, caractérisée par le fait que chaque pièce de fermeture est constituée par une pièce en tôle d'acier doux pliée comportant au moins une face de collage et une face de fermeture demeurant en retrait par rapport à la face correspondante du polyèdre, une plaquette de fermeture en matériau mince magnétique venant se fixer par aimantation sur la face de fermeture métallique. Chaîne selon la revendication 4, caractérisée par le fait que la chat- ne proprement dite, munie de ses pièces de remplissage métalliques, est accompagnée par une collection de plaquettes de fermeture diversement colorées ou marquées sur au moins une de leur face. 6. Chaîne selon une des revendications 1 à 5, caractérisée par le fait qu'elle est fermée et comprend huit tétraèdres construits chacun sur deux arêtes non parallèles et non concourantes d'un cube. 7. Chaîne selon une des revendications 1 à 5, caractérisée par le fait qu'elle est fermée et comprend douze tétraèdres construits chacun sur deux arêtes non parallèles et non concourantes d'un cube.