Brevet FR2304130A1 — publié le 19761008

La présente invention concerne un jeu de construction éducatif pour la représentation optique des relations fonctionnelles entre éléments pneumatiques et/ou fluidiques et/ou électriques et/ou électroniques-et/ou hydrauliques de commande, de travail et/ou autres fonctions, comportant un panneau muni d'une pluralité de rangées et de colonnes de trous équidistants et d'éléments de commande ou de travail enfichables dans ces trous à l'aide de broches. Pour la formation des apprentis des industries métallurgique, électrique et électronique et leur perfectionnement dans les secteurs pneumatique, fluidique, électrique, électronique et hydraulique, il est important, pour une meilleure compréhension des fonctions des divers éléments, de pouvoir simuler et représenter concrètement celles-ci dans la pratique. On utilise à cet effet des jeux de construction dits éducatifs, qui aident â représenter de façon suffisamment claire les relations et processus compliqués dans les domaines de la fluidique, de la pneumatique ou de l'électronique, par exemple. L'invention vise à perfectionner les jeux de construction éducatifs du type précité afin d'élargir les possibilités de variation qu'ils offrent en ce qui concerne l'utilisation et la disposition des éléments sur le panneau sans dépense supplémentaire notable de moyens techniques particuliers. A cet effet, dans le jeu de construction éducatif selon l'invention, il est prévu des plaquettes aptes â être assemblées de façon amovible avec les éléments de commande ou de travail, qui sont munies des broches enfichables dans les trous du panneau fabriqué par exemple par emboutissage profond d'une plaque de matière plastique, les plaquettes et chacun des éléments de commande ou de travail étant avantageusement munis d'un dispositif de fixation actionnable de la face inférieure de la pla quettemunie de trous; I1 est possible ainsi de faire ltéconomie d'une partie importante des plaquettes munies des broches au moins dans le jeu de construction de base, car les cas ou tous les éléments d'un jeu sont utilisés sont extrêmement rares.Mais les plaquettespeuvent aussi être, soit de formats différents, pour qu'on puisse y fixer le cas échéant plus d'un élément, soit de même format, pour simplifier la fabrication, et être alors conformées de façon à s' adapter a tous les éléments de commande, de travail et/ou autres fonctions. Les possibilités de variation sont donc considôrable- ment élargies et l'utilisation de plaquettes de diverses grandeurs permet aussi de tenir compte, le cas échéant, de la disposition optique sur le panneau et du manque de place éventuel dans le cas de montages comportant un très grand nombre d'éléments. En outre, le remplacement d'un composant défectueux est moins coûteux. On obtient une liaison extrêment simple entre la plaquette et un des éléments en question lorsque la plaquette pré- sente au moins un trou et chacun des éléments au moins un trou taraudé pour une vis. Pour que cette liaison démontable ne se défasse pas intempestivement, il est avantageux qu'on ne puisse la défaire que de la face inférieure de la plaquette, munie des broches d'enfichage. Si la plaquette présente plusieurs trous repartis à sa surface, elle peut aussi, suivant la distance entre les trous, être assemblée avec un élément quelconque, le nombre des vis de fixation utilisées étant fonction de la grandeur et du poids de ltélément utilisé.Cette grandeur et ce poids peuvent aussi dicter le choix entre une plaquette munie de deuxbroches seulement dans la zone d'un axe médian et une plaquette munie de quatre broches, une à chaque angle. Pour la même raison, il est avantageux en outre de prévoir des plaquettes dans lesquelles la distance entre les broches est égale a celle entre les trous du panneau et des plaquettes dans lesquelles la distance entre les broches est égale a un multiple entier, de préférence au double, de la distance entre les trous du panneau.L'existence de plusieurs distances entre les broches permet, tout en utilisant les mêmes éléments, de livrer deux formats différents de panneaux: un petit format, dans lequel la distance entre les trous est par exemple de 25 mm et qui est mis à la disposition de chaque apprenti ou stagiaire, et un grand format, dans lequel la distance entre les trous est de 50 mm par exemple, et que le professeur utilise pour une démonstration devant un groupe d'élèves. Il n' en résulte pratiquement aucune augmentation du coût de fabrication. Pour que les divers éléments puissent être enfichés com modémment et surtout retirés sans difficulté sans que les broches risquent d'être tordues ou, après un usage répété, de branler dans les trous du panneau, dans une forme d'exécution du jeu selon 1' invention, les dites broches sont pleines et présentent un épaississement à leur extrémité par laquelle elles sont fixées dans la plaquette. On peut simplifier encore la fabrication de ce jeu de construction éducatif et en diminuer le coût en utilisant un panneau de matière plastique réalisé par emboutissage profond. L'é- paisseur å donner au panneau est alors uniquement fonction de la résistance mécanique exigée et la surface de guidage et de serrage pour les broches est cependant suffisante si, selon une autre caractéristique de l'invention, le panneau est muni, pour l'enfi- chage des broches, de douilles de matière plastique montées dans les trous où elles sont immobilisées dans le sens axial mais présentent un certain jeu radial.On peut en outre, de cette manière, compenser les tolérances inévitables dans la fabrication des plaquettes munies de broches et du panneau, les broches pouvant alors1 sans se tordre, être enfichées dans les trous du panneau et en être retirées toujours avec le même degré de frottement. Dans une forme d'exécution préférée, le jeu radial est compriS entre 0,2 et 0,3 mm. On obtient une douille facile à fabriquer et rapidement montée dans le panneau lorsqu'elle est munie d'un collet reposant sur la face supérieure du panneau et d'au moins une aspérité en forme de crochet de hameçon, qui prend appui contre la face inférieure du panneau.Cette aspérité peut avoir avantageusement la forme d'une collerette conique évasée vers le haut, é- lastiquement compressible. I1 est alors possible d'introduire la douille dans son trou par la face supérieure du panneau, la collerette étant alors tout d'abord comprimée radialement et reprenant sa forme initiale lorsqu'elle a franchi la face inférieure du panneau, contre laquelle son extrémité supérieure vient s'appliquer. Comme la distance entre le collet et la collerette est, dans cette forme d'exécution, sensiblement égale a l'épaisseur du panneau, le jeu axial de la douille dans son trou est très faible ou pratiquement inexistant. Lorsque le panneau est en matière plastique emboutie et présente de ce fait une certaine hauteur, il est avantageux pour le montage des broches dans les douilles que la longueur de ces dernières ccrresponde a peu près a la hauteur du panneau; on obtient ainsi une liaison par serrage suffisante pour que les éléments ne puisse se séparer intempestivement des douilles du panneau. De toute façon, l'invention sera bien comprise a l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématiquean- nexé, représentant, a titre d'exemple non limitatif, une forme d' exécution de ce jeu de construction: Fig. 1 est une vue de dessus fortement schématisée d' un jeu de construction éducatif selon l'invention; Fig. 2 est une vue en coupe, å une plus grande échelle, suivant II-II de fig. 1; Fig. 3 est une vue arrière, à une plus grande échelle, d'une variante de plaquette apte à être assemblée avec un élément et à être enfichée dans le panneau. Comme le montre la fig. 1, le jeu de construction éducatif, désigné par la référence générale 11, comporte un panneau d'enfichage 12 muni d'un grand nombre de trous disposés en ran gées et en colonnes perpendiculaires aux rangées. Les rangées, horizontales à la fig. 1, comportent les trous , 13', 13", etc.. 14, 14', 14", etc., 15, 15', 15, etc., tandis que les colonnes comportent les trous 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 13', 14', 15', 16', 17', 18', 19', etc. La distance entre les trous d'une ran gée est constante et égale a celle des trous d'une colonne. La distance entre les rangées horizontales est donc égale à celle entre les colonnes verticales. Ces distances peuvent être normali sées. Des plaquettes 22, 22', 22" ou 22't , donc chacune peut être assemblée de façon amovible avec un élément de commande, de travail, un instrument de mesure et/ou autre fonction, sont enfichées dans les trous du panneau 12 à l'aide de broches 21.Par exemple, la plaquette 22 est assemblée à l'aide de vis avec un distributeur 23, la plaquette 22" avec un manomètre 25 et la plaquette 22"' avec un vérin 26, la plaquette 22' étant assemblée avec un clapet de non retour 24. Tous les éléments 23 à 26 appartiennent à la pneumatique et, comme tels, ils comportent des raccords permettant de les relier les uns aux autres par des conduites d'air comprimé non représentées. I1 va de soi que ces éléments peuvent aussi ê- tre des éléments standardisés de circuits électroniques, des é- céments de circuits hydrauliques, électriques ou des éléments mé- cantiques Comme on peut le voir en particulier â la fig. 2, le panneau 12 est en matière plastique emboutie et il présente un rebord 27 sensiblement perpendiculaire du plan du panneau, luimême replié perpendiculairement vers l'extérieur en 28 pour former une face d'appui sensiblement parallèle au panneau proprement dit, par laquelle ce dernier repose -sur un support ou est accroché à un mur. Les trous peuvent être poinçonnés dans le panneau 12 lors de la fabrication de celui-ci, mais ils peuvent être réalisés de toute autre façon. Leur distance les uns des autres, c'est-àdire en l'occurrence le module du panneau, est dans la forme d'exécution représentée de 25 mm. Dans chacun des trous li à 19 du panneau 12 est enfoncée une douille de matière plastique 31, qui est immobilisée axialement, mais présente un certain jeu radial. Chaque douille 31 est constituée par un corps creux cylindrique 32, dont l'alésage central li a un diamètre égal ou légèrement in férieur au diamètre extérieur des broches 21. Le diamètre extérieur du corps 32 est légèrement inférieur au diamètre des trous li à 19, le jeu radial entre la douille et son trou étant compris entre 0,2 et 0,3 mm environ. On peut ainsi compenser les tolérances de fabrication et les plaquettes 22 à 22'" munies de broches 21 peuvent toujours être commodément enfichées. Une des extrémités du corps 32 présente un collet 34 qui, lorsque la douille est montée, repose sur la face supérieure 36 du panneau 12.L'autre extrémité du corps 32 présente un collet 37, qui s'étend sur une plus grande longueur axiale que le collet 34 et se prolonge, en direction de ce dernier, par une collerette conique 38, dont la face annulaire la plus large, â l'ôtant monté de la douille, prend appui contre la face inférieure 39 du panneau 12. Cette collerette conique 38 agit comme un crochet radialement compressible, qui empêche de retirer la douille 31 de son trou 13 à 19. La distance entre le collet 34 et la collerette 38 correspond à l'épaisseur du panneau 12.Pour monter les douilles li dans les trous du panneau 12, il suffit de les enfoncer par la face supérieure 36 en faisant pénétrer tout d'abord le collet 37, dont le diamètre extérieur est sensiblement égal au diamètre du trou. Au fur et à mesure que la douille s'enfonce, la collerette 30 est comprimée radialement de plus en plus fortement et, au moment où elle sort sur la face inférieure li du panneau, grâce a son élasticité propre, elle reprend sa forme primitive et sa face annulaire vient s'appliquer contre la face 39. La longueur de la douille 31 est à peu près égale à la hauteur du panneau embouti 12, de sorte que les broches 21 disposent pour l'enfichage d'une surface de guidage, de frottement et de serrage largement suffisante. Les plaquettes 22, 22' et 22''' , qui peuvent être métalliques, comportent des broches 21 montées par rivetage. Ces bro ches pleines et elles présentent a leur extrémité rivée dans la plaquette un collet 41, dont le diamètre est nettement supérieur à l'alésage des douilles 31, de sorte que lors de l'enfichage, il reste entre les plaquettes munies des éléments 23 à 26 et la face supérieure ffi du panneau 12 une distance égale a la longueur axiale du collet 40. On peut ainsi saisir aisément les plaquettes par en-dessous pour les retirer du panneau. Les plaquettes 22 peuvent être munies d'une ou de plusieurs broches 21, le nombre de broches étant fonction de la grandeur et/ou du poids de l'élément 23 à 26 utilisé.Ainsi, dans la forme d'exécution représentée, on utilise diverses plaquettes: les plaquettes 22 et 22' comportent deux broches disposées le long d'un des axes médians, la plaquette 22" ne comporte qu'une seule broche disposée en son centre et la plaque 22"' comporte quatre broches, une à chacun de ses angles. La distance entre les broches d'une même plaquette peut etre égale à la distance entre les trous du panneaux, mais elle peut aussi être un multiple de cette distance. Dans la forme d'exécution représen tée, les broches 21 des plaquettes 22 et 22"' sont distantes de 25 mm, alors que dans la plaquette 22', elles le sont de 50 mm. Il va de soi que dans le jeu de construction Il selon l'invention on peut utiliser, soit un seul type, soit plusieurs types de plaquettes. Il est possible aussi d'utiliser un panneau 12 dont seules les dimensions extérieures sont plus grandes ou un panneau dans lequel la distance entre les trous a été doublée. Ces panneaux peuvent alors être utilisés par le professeur ou le conférencier, tandis que le panneau plus petit, représenté à la fig. 1, est destiné aux élèves à leur table de travail. On peut donc prévoir des panneaux d'enfichage de différents formats: un format plus petit pour les élèves, apprentis, stagiaires, etc., et un format plus grand pour les professeurs, conférenciers, etc., les panneaux de ce dernier format pouvant être utilisés dans une certaine mesure comme modèles pour démonstrations et, à cet effet, être accrochés en un endroit visible de toute la salle d'études, par exemple au tableau noir. Tous les trous du panneau sont munis de douilles, la distance entre les trous étant normalisée, tout comme celle entre les broches des plaquettes. Le rapport entre ces distances normalisées peut être 1/1, 1/2, 1/3, etc., ce qui permet un nombre de variantes pratiquement infini. Les plaquettes peuvent être munies de plusieurs trous d'assemblage dont les distances les uns des autres sont égales, de sorte que chaque plaquette peut, elle aussi, être assemblée à volonté avec l'un ou l'autre de plusieurs éléments de commande et de commutation. La plaquette représentée a la fig. 3 est munie de plusieurs trous 42 pour le passage de vis 43 à l'aide desquelles elle peut être assemblée de façon amovible avec un des éléments, par exemple le distributeur 23 représenté à la fig. 2. Les éléments 23 à 26 présentent à cet effet sur leur face inférieure un ou plusieurs trous borgnes taraudés 44, disposes de façon â se trouver dans l'alignement d'un au moins des trous 42 des plaquettes 22 à 22"' . La liaison entre les plaquettes et les élé- ments ne peut donc être défaite que de la face inférieure de la plaquette, de sorte que dans chaque cas on ne peut retirer lté- cément sans sa plaquette. - REVENDICATIONS 1.- Jeu de construction éducatif pour la représentation optique des relations fonctionnelles entre éléments pneumatiques et/ou fluidiques et/ou électriques et/ou électroniques et/ou hydrauliques de commande, de travail et/ou autres fonctions, comportant un panneau muni d'une pluralité de rangées et de colonnes de trous équidistants et des éléments de commande ou de travail enfichables dans ces trous à l'aide de broches, caractérisé en ce qu' il est prévu des plaquettes aptes à être assemblées de façon amovible avec les éléments de commande ou de travail, qui sont munies de broches enfichables dans les trous du panneau fabriqué par exemple par emboutissage profond d'une plaque de matière plastique, les plaquettes et chacun des éléments de commande ou de travail é- tant avantageusement munis d'un dispositif de fixation actionnable de la face inférieure de la plaquette munie de broches. 2.- Jeu de construction selon la revendication 1, carac térisé en ce que la plaquette présente au moins un trou, avantageusement plusieurs, et en ce que chaque élément de commande, de travail et/ou autre fonction, présente au moins un trou taraudé pour une vis de fixation. 3.- Jeu de construction selon la revendication 2, ca ractérisé en ce que chaque plaquette peut être assemblée à volonté avec l'un ou l'autre de plusieurs éléments de commande, de commutation ou de travail. 4.- Jeu de construction selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la plaquette présente au moins deux broches, avantageusement quatre broches disposées dans ses quatre coins, séparées les unes des autres par une distance égale à la distance entre les trous du panneaux, ou à un multiple de cette distance, de préférence le double, et qui peut être par exemple de 25 ou 50 mm. 5.- Jeu de construction selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les broches sont pleines et présentent un épaississement à l'extrômitô par laquelle elles sont fixées dans la plaquette. 6.- Jeu de construction selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le bord du panneau est replié à 900 vers le bas, puis de nouveau à 900 vers l'extérieur de sorte que sa zone la plus extérieure est sensiblement parallèle à la partie dans laquelle sont prévus les trous. 7.- Jeu de construction selon l'une quelconque des re vendications précédentes, caractérisé en ce que le panneau est mu ni de douilles de matière plastiques pour recevoir les broches, douilles qui sont immobilisées axialement dans les trous du pan neau mais avec un certain jeu axial, compris par exemple entre 0,2 et 0,3 mm, et qui présentent avantageusement un collet repo sant sur la face supérieure du panneau et une collerette conique, appliquée contre la face inférieure du panneau et élastiquement compressible dans le sens radial, la longueur de chaque douille é- tant avantageusement à peu près égale à la hauteur du rebord du panneau embouti. 8.- Jeu de construction selon l'une quelconque des re vendications 1 å 7, caractérisé en ce que les panneaux, les douil les et les plaquettes sont en matière plastique et en ce que les broches sont métalliques. 9.- Jeu de construction selon l'une quelconque des re vendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comporte une plurali té de panneaux comportant chacun une pluralité de trous de meme diamètre et de meme écartement pour recevoir les broches, les di mensions extérieures de quelques-uns des panneaux étant un multi ple de celles des autres panneaux. 10.- Jeu de construction selon l'une quelconque des re vendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il comporte une série de plaquettes-munies de trous de même diamètre et de meme écartement pour recevoir les organes de liaison avec les éléments de comman de, de commutation et de travail, les dimensions extérieures de '-quelques-unes des plaquettes étant un multiple de celles des au tres plaquettes. 11.- Jeu de construction selon l'une quelconque des re vendications 1 à 10, caractérisé en ce que chaque panneau porte un distrubuteur principal apte à être raccordé de façon amovible à une source d'air comprimé, auquel peut être également raccordé de façon amovible chacun des éléments de commande, de commutation ou de travail.