Brevet FR2272331A1 — publié le 19751219

La présente invention concerne une plaque pliée servant de plaque d'assemblage pour constituer un polyèdre sans ossature. Classiquement, pour fabriquer un globe ou tout élément similaire intervenant dans un batiment ou un appareil d'éclairage, il est nécessaire de former d'abord à l'avance une ossature le long des bords du polyèdre et de fixer ensuite une enveloppe extérieure sur cette ossature. En conséquence, il faut prévoir deux types dtéléments nécessitant deux phases d'assemblage. Parfois chaque face ou chaque coté est réalisé à l'avance sous la forme d'une plaque, ces plaques étant ensuite assemblées pour former un polyèdre dans les cas cependant limites où le nombre de côtés du polyèdre est petit. t La présente invention a pour but de réaliser très simplement la fabrication d'un tel polyèdre et notamment un polyèdre comportant un grand nombre de côtés en n'utilisant seulement que des plaques pliées dont le profil est incurvé. Enfin l'-utilisation de ces plaques pliées permet de former un polyèdre à 32 côtés, à savoir 20 côtés en forme d'hexagone régulier et 12 côtés en forme de pentagone régulier. A cet effet la présente invention concerne une plaque pliée pour la construction de polyèdres, caractérisée en ce qu'elle comprend d'une part deux éléments comportant deux côtés de longueur égale se rejoignant par l'une de leurs extrémités, de façon à former l'angle intérieur d'un hexagone régulier, ainsi que des côtés opposés pliés vers l'intérieur à angle droit à partir des autres extrémités des deux. premiers côtes, et d'autre part un élérment comportant deux côtés de longueur égale à celle des deux côtés de l'élément formant l'angle intérieur de l'hexagone régulier et se rejoignant à l'une de leurs extrémités pour former l'angle intérieur d'un pentagone régulier ainsi que des côtés opposés pliés vers l'intérieur à angle droit à partir des autres extrémités des deux premiers côtés, les eux éléments d'angle intérieur d'hexagone régulier et l1e'le'ment d'angle intérieur de pentagone régulier étant reliés ensemble le long de deux côtés pour former une structure unitaire de profil incurvé. Suivant une autre caractéristique de ltin- vention, deux des plaques pliées sont reliées symetriquement entre elles de manière que les éléments d'angle intérieur de pentagone régulier soient positionnés à des extrémités opposees. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention, apparaîtront mieux a la lecture de la description détaillée qui suit et qui est donnée à titre dexemple non limitatif en se référant aux dessins ci-joints dans lesquels - la figure 1 est une vue en plan d'un mode de réalisation d'une plaque pliée correspondant à un premier mode de réalisation de l'invention, - les figures 2, 3 et 4 sont des vues de côte de la plaque pliée de la figure I,- - la figure 5 est une vue en plan montrant la manière selon laquelle ces plaques pliées sont utilisees, - la figure 6 est une vue latérale de la structure de la figure 5, - la figure 7 est une vue en plan d'un mode de réalisation d'une plaque pliée correspondant à un second mode de réalisation de l'invention, - la figure 8 est une vue en plan montrant la manière selon laquelle les plaques pliées sont utilisées, - la figure 9 est une vue latérale de la figure 8, - la figure 10 est une vue de face montrant un autre mode de réalisation de la plaque pliée des figures 8 et 9. L'invention sera maintenant décrite plus en détail en se référant aux dessins. Sur les figures i à 6, le caractère a désigne un élément d'angle intérieur d'hexagone régulier se présentant sous la forme d'une plaque comportant deux cotés 1,1 de longueur égale I et se rejoignant au point o à l'une de leurs extrémités respectives de manière à former l'angle intérieur dsun hexagone régulier, à savoir de 1200, ainsi que des côtes opposés 2,2 repliés vers lBintérieur à angle droit à partir des autres extrémités des deux premiers côtés 1,1 de manière à définir le contour de l'élément d'angle intérieur hexagone régulier a Le caractère b désigne un élément d'angle intérieur d'un pentagone régulier se présentant sous la forme d'une plaque comportant deux côtés adjacents 3,3 de même longueur 1 que les côtés 1,1 des éléments a et se rejoignant au point Q à l'une de leurs extrémités respectives afin de former l'angle intérieur d'un pentagone régulier, à savoir 1080, ainsi que des côtés opposés 4,4 repliés vers l'intérieur, à angle droit à partir des autres extrémités des deux premiers côtés 3,3 en vue de définir ainsi le. contour de l'élément d'angle intérieur d'un pentagone régulier b. Ces éléments d'angle intérieur a et b sont constitués de plaques de bois, de métal, de résine synthétique, de fibres végétales telles que du papier, de fibres organiques telles que de la laine de verre ou de toute autre matière appropriée. La plaque pliée destinée à constituer le polyèdre suivant l'invention comprend un élément d'angle intérieur d'hexagone régulier a et un élément d'angle intérieur de pentagone régulier b. Lorsque deux éléments d'angle intérieur d'hexagone régulier a et un seul élément d'angle intérieur de pentagone régulier b sont reliés ensemble le long des côtés 1,1 et 3,3 ces deux éléments se rejoignent du fait que les côtés 1,1 et 3,3 ont des longueurs égales à l'une de 1 eurs extrémités arrivant au point 0, leurs autres extrémités coïncidant également. En conséquence, comme indiqué sur la figure 1, un élément a est situé parallèlement au plan de la figure, le point d'intersection des côtés opposés 2,2 étant désigné par A, et l'autre élément a étant incliné et situé à un niveau plus bas que le plan de la figure.Le point d'intersection des côtés opposés 2,2 est désigné par B et, si les côtés 1,1 des deux éléments sont reliés ensemble, les deux éléments a, a se rejoignent et les côtés opposés des deux éléments sont dans le prolongement l'un de l'autre de façon à former une surface extrême 5 qui, comme indiqué sur la figure 2, est une ligne coudée suivant angle g , reliant A et B. Par rapport aux éléments d'angle intérieur d'hexagone régulier a,a, l'élément d'angle intérieur du pentagone régulier b est placé dans une position inclinée et a un niveau plus bas que le plan de la figure Le point d'intersection des côtés opposés 4,4 est désigné par C et, lorsque les côtés 1,3,1,3 sont reliés ensemble, ces éléments a et b sont reliés ensemble de manière que leurs côtés opposés 2,4, 4,2 deviennent continus pour définir des surfaces extrêmes 6,6 qui correspondent chacune à une. ligne coudée suivant l'angless , reliant B, C et À. Dans ce cas, l'angle i est approxima-tivement égal à 1380 et l'angle. approximativement égaL à 142 . Les lignes droites reliant les deux éléments intérieurs d'hexagone regulier a,a et reliant un éLément a à un élément b ont été désignées par c mais ces lignes. droites peuvent également être realisées sous forme de surfaces incurvées. De cette manière, lorsque deux éléments a et un seul élément b sont appliqués l'une contre l'autre le long des côtés 1 et 2, puis soudés, rivés ou fixés ensemble de toute autre manière pour neformer qu'un seul bloc, ces éléments a,a et b se rejoignent autour du point 0 de façon à prendre un. profil incurvé et à former ainsi une plaque pliée suivant l'invention. La plaque pliée suivant l'invention peut être obtenue en assemblant des éléments séparés a,a,b de la manière décrite ci-dessus, mais comme la forme obtenue est une forme incurvée, le procédé de fabrication peut être simplifié en emboutissant une plaque ou en effectuant le moulage sous vide d'une résine synthétique. En se référant aux figures 5 et 6, une plaque pliée 11 et une plaque pliée adjacente similaire 12 sont reliées ensemble le long des surfaces extrêmes 5,5 de manière que leurs éléments a,a,a,a viennent dans le même plan, tandis que d'autres plaques pliées 13 et 14. adjacentes à la plaque 11, sont reliées à cette plaque 11 le long des surfaces extrêmes 6,6 de manière que leurs éléments a,a soient places dans le même plan et que leurs éléments b,b soient également placés dans le même plan.Ces processus sont répétés pour réaliser l'assemblage des plaques pliées 11, 12, 13, 14 ... de manière que six éléments placés dans un même plan forment une surface hexagonale régulière 7 dont chaque côté est egal à 21 tandis que cinq éléments b forment ensemble une surface pentagonale régulière 8 dont chaque côté est égal lui aussi à 21 Ces surfaces hexagonales régulières 7 se rejoignent formant un angle0ltandis qu'une surface hexagonale régulière 7 et une surface pentagonale régulière 8 se rejoignent en formant un angle ss de manière à former un polyèdre ressemblant à une sphère.Finalement un ensemble de 60 plaques pliées 11, 12, 13 constituent un polyèdre à 32 cotés comportant 20 surfaces hexagonales régulières 7 et 12 surfaces hexagonales régulières 8. L'assemblage des plaques pliées 11, 12, 13 ... e peut être obtenu par tout procédé approprié, par exemple en mettant en place une plaque de revêtement 9 contre le côté inférieur de la surface de jonction située entre les surfaces extrêmes 5,5 ou 6,6, puis en mettant en place des vis de fixation 10 ou des points de soudure. Il est possible d'augmenter ou de réduire les dimensions du polyèdre résultant en donnant une valeur prédéterminé-à la longueur 1 des côtés 1 et 3 de longueurs égales. Suivant l'invention, comme indiqué sur la figure 7, on peut réaliser le polyèdre ci-dessus en utilisant une plaque pliée obtenue en disposant symétriquement deux plaques pliées 11, 12 de manière que leurs éléments b,b soient placés aux extrémités opposées puis en les reliant ensemble le long des surfaces extrêmes 5,5 afin que le côté continu 1 prenne. une lonsueur égale à 21. Dans le mode de réalisation représenté icie des lignes droites c sont formées comme dans le cas des plaques 11, 12, 13 mais ces lignes droites peuvent également être des surfaces incurvées.Dans le cas d'une plaque pliée continue de ce genre, les lignes droites peuvent être obtenues en reliant deux des plaques pliées 11,12 ou en reliant quatre éléments a et deux éléments b mais1 comme. on a supposé un profil incurvé, le processus de fabrication peut être simplifié par emboutissage des plaques ou par moulage des plaques sous vide à partir d'une résine synthétique. Toutes les surfaces hexagonales régulières 7 et toutes les surfaces pentagonales régulières 8 du polyèdre visible sur les figures 8 et 9 peuvent être percées en leur centre de trous 21 et 22 de même rayon R, de façon à établir une communication entre l'intérieur et l'extérieur du polyèdre Ainsi, sur la figure 1 les éléments d'angle intérieur d'hexagone régulier a,a et l'élément d'angle intérieur de pentagone régulier b peuvent ëtre découpés avec un rayon R et des centres situés aux points d'intersection A et B des côtés opposés 2,2 et au point d'intersection C des côtés opposés 4,4 de façon à définir des arcs d,d et e. Sur la figure 7 également, des arcs d,d,e,e peuvent être définis de la meme manière.Comme les arcs d,e ont le même rayon de courbure, il est possible de les associer sur les surfaces hexagonales régulières 7 et sur les surfaces pentagonales régulières 8 afin de définir des ouvertures 21 et 22 ayant la même dimension. Dans ce cas, les éléments a.et les éléments b définissent leur contour ensemble avec leurs arcs respectifs d et e. Comme indiqué sur. les. figures 8 et 9, une plaque pliée 11 comportant des plaques pliées 11 reliées ensemble et des arcs -d,e- ainsi que des plaques pliées adjacentes similaires 32, 33, 34 et 35 sont reliés ensemble le long des surfaces extrêmes 6,6 de manière que les éléments a,a soient situés dans le même plan et que les éléments b,b soient également situés dans le meme pltan, ces opérations étant répétées de manière à étendre la.jonction des plaques pliées 32, 33, 34, 35. Dan-s ce cas, trois éléments continus a se rejoignent dans le même. plan pour former une surface hexagonale régulière 7 dont chaque côté est égal à 2 1 tandis que cinq éléments b se rejoignent dans le même plan pour former une surface pentagonale régulière 8 dont chaque côté est lui aussi égal à 2 1.Ces surfaces hexagonales régulières 7 se rejoignent suivant l'angle M tandis qu'une surface hexagonale régulière 7 et une surface pentagonale régulière 8 se rejoigent suivant l'angle /3 pour former un polyèdre se rapprochant d'une sphère. Finalement trente plaques pliées continues 31, 32, 33 ... constituent un polyèdre à 32 côtés comportant 20 côtés hexagonau-x réguliers 7 et 12 côtés pentagonaux réguliers 8.La jonction des plaques pliées continues 31, 32, 33 peut etre obtenue par t.out moyen approprié comme dans le cas de la liaison des plaques pliées, 11, 12, 13 mais, sur les figures 8 à 10, les surfaces extrêmes de jonction 6,6 des plaques pliées 31, 32, 33 O sont pourvues de lisières de recouvrement 23,23 inclinées par rapport au côté concave du profil du polyèdre, tandis que les parties qui partent des éléments a sur le côté des surfaces extrêmes restantes 6,6 et jusqu'aux éléments g, servent de zones de recouvrement 24, 24 de sorte que, entre les plaques pliée adjacentes 31, 32, 33 . .. les zones de recouvrement 24 sont situées au-dessus des lisières de recouvrement 23. Les ouvertures 21 et 22 établissent une communication entre l'intérieur et ltexterieur du polyèdre et permettent d'économiser la matière des plaques pliées 11, 12, 13 ... 31, 32, 33, tandis que le profil circulaire des surfaces incurvées d,e permet de répartir les contraintes dans les ouvertures 21 et 22. Comme indiqué sur la figure 10, il est possible, en munissant les surfaces incurvées d,e de bords repliés 25 et 26, d'angmenter ls résistance des ouvertures 21 et 22.En outre ces bords repliés facilitent..le montage de couvercles 27 dans le cas où ces couvercles doivent être placés dans les trous 21 et 22 Dans le mode de réalisation représenté ici, les bords pliés 25 et 26 sont recourbés et formés sur le côté convexe du profil du polyèdre. Lorsque les plaques pliées 11, 12, 13 ... 31, 32, 33 selon I'invention sont reliées ensemble, il est possible de former des polyèdres en forme de cuvette ou de sphère de toutes dimensions désirées en donnant une valeur appropriée à la dimension 1. Par suite, il est possible de former différents types de polyèdres allant de polyèdres de petites dimensions tels que des éléments d'ornementation des recipients et des globes pour appareils d'éclairage, jusqu'à des polyèdres de grandes dimensions t els que des bâtiments. Suivant l'invention, un polyèdre est constitué exclusivement par les plaques pliées Il, 12, 13 ... ou 31, 32, 33 ... sans nécessiter aucune ossature, de sorte qu'on obtient la très grande simplification de fabrication désirée. Commue le profil du polyèdre est tel que trois surfaces se rejoignent suivant des angles obtus de grande valeur valant approximativement 138 et 1420, la résistance a la déformation est élevée de sorte que la stabilité de la configuration est maintenue.En outre, comme le montrent les figures 1 et 5 a 10, lorsque les parties extrêmes d'un élément a ou d'un élément b situées sur le côté du sommet 0 ou les côtés 1,1 ou 3,3 qui se rejoignent sont symétriques par rapport à ce sommet 0, il est possible de former les polyèdres en n'utilisant qu'un seul type de plaques pliées 11, 12, 13 ou 31, 32, 33 et l'avantage d'une telle standardisation des pièces est très grand Etant donné que les plaques pliées 11, 12, 13 . ou 31, 32, 33 sont des plaques présentant un profil uniforme d'un côté, il est facile de les emballer. De plus, même si le nombre des plaques pliées est grand, les emballages ont la même configuration, de sorte que leur transport s'en trouve facilité.En combinaison avec la facilité avec laquelle l'assemblage des plaques pliées peut être réalisé, celà permet d utiliser les plaques pliées ci-dessus pour des batiments qui doivent etre mobiles, par exemple des batiments d'llabitation- temporaire. Si les plaques pliées 11, 12, 13 .. ou 31, 32, 33 . selon l'invention sont obtenues par emboutissage a la presse de plaques de résine synthétique ou par moulage sous vide d'une résine synthétique transparente, et si ces plaques sont utilisées pour construire un bâtiment, ce batiment convient très bien pour être utilisé comme serre. Si les plaques pliées 11, 12, 13 ... ou 31-, 32, 33 ... selon l'invention comportent des arcs d,e de manière à constituer un polyèdre en forme de cuvette munie d'ouvertures 21., 22 ce polyèdre est intéressant lorsqu'il est utilisé comme équipement de jeux pour les enfants et lorsqu'il est installé dans les cours de récréation ou similaires, car les enfants peuvent entrer ou sortir par les ouvertures 21 ou 22. En variante, si les ouvertures 21 ou 22 sont munies de couvercles 27 formés de différentes matières ou couleurs, le polyèdre est utilisable comme ornement ou comme globe d'éclairage0 Lorsqu'un bâtiment est construit en rempla çant de façon appropriée les couvercles des ouvertures 21 et 22 par des portes, il peut servir de bâtiment d'habitation ou de réunion. Etant donné que les plaques pliées 31, 32, 33 ... de l'invention correspondent aux plaques pliées 11, 12, 13 reliées par paires, l'opération d'assemblage des plaques pliées 11, 12, 13 est divisée par 2 de sorte que le montage s'en trouve grandement accéléré. Bien entendu l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés, à partir desquels on pourra prévoir d'autres variantes de réalisation sans pour cela sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1.- Plaque pliée pour la construction de polyèdre, caractérisée en ce qu'elle comprend d'unie part 2 éléments comportant 2 côtés de longueur égale se rejoignant par l'une de leurs extrémités de façon à former l'angle intérieur d'un hexagone régulier, ainsi que des côtés opposés pliés vers l'intérieur à angle droit à partir des autres extrémités des deux premiers côtés, et d'autre part un élément comportant 2 côtés de longueur égale à celle des deux côtés de l'élément formant l'angle intérieur de l'hexagone régulier et se rejoignant à lune de leurs extrémités pour former l'angle intérieur d-'un pentagone régulier ainsi que des côtés opposés plies verts l'intérieur à angle droit à partir des autres extrémités des 2 premiers côtés, les deux éléments d'angle intérieur d'hexagone régulier et l'élément d'angle intérieur de pentagone régulier étant reliés ensemble le long de 2- côtés pour former une structure unitaire de profil incurvé. 2.- PLaque pliés selon la revendication 1, caractérisée en ce que deux des plaques pliées sont reliées symétriquement entre elles de manière que les éléments d'angle intérieur de pentagone régulier soient positionnés à des extrémités opposées.