Brevet FR2377821A1 — publié le 19780818

La présente invention concerne les jeux de construction et plus partioulièrement un jeu de construction comprenant diverses familles d'éléments constitutifs à vocations préférentielles pour la realisation-de structures porteuses, notamment de structures roulantes Les eux de construction se classent présentement dans deux catégories bien distinctes : d'une part, des jeux fondés sur un élément constitutif de base adapté pour permettre des assemblages directsentre éléments identiques, sans recourir à des moyens de liaison partlculiers, et d'autre part, des jeux fondés sur une série d'éléments de base assemblables entre eux par des moyens de fixation ou d'assemblage spécifiques. cette deuxième catégorie de jeux, la plus ancienne, se divise à son tour en deux grands groupes bien distincts : d'une part, les jeux a échelle réduite, c'est-à-dire dont les éléments de base ont des dimensions maximales et des épaisseurs ne tolérant que de treks faibles contraintes mécaniques et, partant, pas ou peu de charge utile, et d'autre part, les jeux à structuresporteuses,c'est-àdire permettant notamment à un enfant de réaliser des assemblages a une échelle utilitaire et capables de supporter sans trop de dommage le poids.d'un utilisateur. Les deux groupes de jeux de cette seconde catégorie présen- tent divers inconvénients essentiellement liés aux limites imposées par leur conception propre. En effet, les jeux à échelle réduite, quoique permettant de realiser des structures et des mécanismes très complexes, voisins du moins au niveau du fonctionnement des structu rez et mécanismes réels qui les inspirent (grues, véhicules, meubles), ne permettent à l'enfant, surtout à l'adolescent, que d'en faire une utilisation passive, c'est-à-dire qu'ils le limitent à la construction proprement dite, les possibilités d'utilisation pratique restant faibles ou n'autorisant que des simulations à l'échelle des composants.En dautres termes, si un enfant construit un chariot, il ne pourra s 'en servir que pour le transport de charges minimes ou de mannequins jouets, mais il ne pourra pas l'utiliser pour se faire personnellement transporter. Cette constatation a amené certains fabricants à dépasser le stade de la miniaturisation pour proposer des jeux de construction se présentant sous la forme d'éléments prets à etre assemblés, c'est-à-dire de "kits",pour offrir l'enfant la possibilité de monter lui-même une structure porteuse, telle qu'un meuble ou un chariot, qu'il pourra utiliser véritablement dans des conditions normales d'exploitation. Les jeux de ce dernier type présentent cependant des in convénients dans la mesure ou la spécificité des structures finales commande généralement la forme et les dimensions des éléments de base fournis pour la construction de ces structures. C'est ainsi que pour faciliter le montage, et garantir une rigidité suffisante, ces éléments de base se présentent généralement sous la forme de pièces conformées ou de tronçons de structure prêts à être assemblés, c'està-dire ne présentant pas la versatilité requise pour servir d'éléments constitutifs à des structures quelconques non programmées dans la gamme des montages annoncée. Cette spécificité propre des éléments constitutifs oblige par ailleurs l'utilisateur à se conformer aux schémas de montage accompagnant généralement les éléments de ces jeux, et ne permet pas aux enfants, notamment aux jeunes adolescents, de laisser parler leur imagination et leur génie inventif pour la réalisation de structures arbitraires, complexes, ou, au contraire, pour leur enseigner les principes de base des constructions usuelles statiques du mobiles. La présente invention a précisément pour objet d'obvier aux inconvénients des jeux de construction de l'art antérieur en proposant un lot d'éléments à assembler dont la spécificité n1appa- raît qu'au niveau de la fonction dans un assemblage, et qui, tout en permettant de réaliser un nombre important de structures fonctionnellement déterminées, autorisent en les prenant isolément, à dépasser leur fonction assignez pour être utilisés à des fins différentes ou suivant un nombre de combinaisons quasiment non limité. La présente invention a pour autre objet de proposer un jeu de construction composé d'éléments structurels dimensionnés et calculés pour permettre la réalisation de structures porteuses statiques ou mobiles, diversifiées pour correspondre à des fonctions propres dans un montage, et adaptées pour en permettre l'assemblage avec, éventuellement, l'adjonction d'éléments de liaison optionnels et d'organes tournants, tels que des axes ou des roues, selon les besoins. Pour mieux mettre en valeur la spécificité d'éléments intervenant dans un assemblage mécanique, le jeu de construction se lon la présente invention propose une pluralité d'éléments aux fonctions précises mais nullement limitatives, à savoir, d'une part, des éléments structurels identifiables dans leur dimensionnement et leur conformation en tant qu'éléments susceptibles de servir à la réalisation de structures maîtresses, telles qu'un châssis ou des montants, ou susceptibles de servir à la réalisation de structures d'entretoisement ou de raidissement, et,d'autre part, des éléments de liaison pour former des structures de caisson, de rigidification ou de carrossage, ces divers éléments structurels étant prévus pour coopérer avec des organes d'assemblage.et/ou des organes d'articulation pour l'obtention de structures porteuses fixes ou mobiles. La variété des éléments particuliers offerts et leur spécificité de fonction - et non leur spécificité structurelle - alliées au mode de montage par des organes d'assemblage spécifiques font que ce jeu, outre l'attrait qu'il présente pour la réalisation de structures porteuses réellement utilisables, offre toutes possibilités à des éducateurs d'initier l'enfant aux bases de la construction mécanique, et donc de l'éveiller non seulement aux travaux manuels mais également aux procédés de construction et de montage en général. A ces fins, et selon une caractéristique de la présente invention, il est proposé un procédé de construction de structures porteuses à partir d'un jeu de construction comportant au moins deux familles d'éléments structurels de configuration prédéterminée, présentant des alésages traversants disposés dans des configurations prédéterminées pour recevoir des organes d'assemblage et/ou des éle- ments de liaison, et consistant à sélectionner des éléments parmi une première famille d'éléments structurels de dimensions analogues pour former une structure de châssis prédéterminée, à sélectionner des élé- ments parmi une Seconde famille d'éléments structurels de dimensions analogues mais différentes de celles des éléments de la première famille pour former une structure d'entretoisement ou de rigidification de la structurede châssis, à disposer les éléments des première et deuxième familles les uns par rapport aux autres avec leurs alésages respectifs en correspondance, à associer ces premier et second élé- ments au moyen des organes d'assemblage et à monter sur la structure de châssis ainsi constituée les éléments de liaison. Pour oe faire, et selon une autre caractéristique de la présente invention, un tel jeu de construction comporte une pluralité d'éléments structurels parallélépipédiques de sections identiques mais de longueurs prédéterminées différentes, présentant sur chaque paire de faces longitudinales une rangée d'alésages traversants régulièrement répartis, les alésages d'une paire de faces étant décales des alésages de l'autre paire de faces d'une distance sensiblement égale à la moitié de la distance séparant deux alésages d'une même rangee, les diamètres des alésages et leurs espacements étant identiques pour tous les éléments, une pluralité d'éléments de liaison de forme générale plane présentant, au voisinage de leur périphérie, des alésages traversants répartis de façon à correspondre aux rangées d'alésages des éléments structurels, et de même diamètre que ceux-ci, et des organes d'assemblage pour solidariser les éléments structurels et les éléments de liaison entre eux, chaque organe dlas- semblage étant prévu pour pouvoir être logé dans les alésages des élé- ments ou des organes de liaison et pour associer au moins deux élé- ments structurels ou un élément structurel et un élément de liaison. Selon une autre caractéristique de la présente invention, ce jeu comporte en outre des éléments d'axes et des moyens de roues, ces éléments d'axes étant susceptibles d'être logés dans des alésages des éléments structurels et les moyens de roues étant - susceptibles d'être montés sur ces éléments d'axes au moyen de seconds organes d'assemblage. La présente invention sera mieux comprise au vu de la description suivante faite en relation avec les dessins annexés sur lesquels La figure 1 représente un schéma de montage simplifié illustrant la mise en oeuvre du procédé d'assemblage selon la présente invention; La figure 2 représente de façon schématique le montage de moyens d'axes et de roues sur un élément structurel d'une structure de châssis selon le montage de la figure 1; Les figures 3, 4 et 5 représentent des exemples de structures porteuses réalisables avec un jeu de construction selon la présente invention. On a représenté de façon schématique sur la figure 1 les composants constitutifs essentiels d'un jeu de construction selon la présente invention. Ces composants constitutifs comprennent des éléments structurels 1,2, de forme sensiblement parallélépipédique et de section identique mais présentant des longueurs prédéterminées dif férentes, se classant généralement en deux familles : les éléments structurels d'une première famille, généralement référencés 1, et pres?ntant- une longueur prédéterminée comprise, par exemple, entre 50 cet 1 mètre et des éléments structurels appartenant à une seconde famille, generalement référencés 2, ayant des longueurs prédeter- minées inférieures à celle des éléments de la première famille, soit, par exemple, comprises entre 10 cm et 40 cm.De par leurs dimensions, les éléments structurels 1 de la première famille sont plus particulièrement destinés à la réalisation de structure de châssis, les 6 ments structurels 2 de la deuxième famille étant plus particulièrement adaptés pour la formation d'entretoisements ou de renforts de rigidification, ou pour la constitution de structures accessoires, telles que poignées de prise ou montants de dossier, par exemple. Des éléments de liaison 3, se présentant de préférence sous la forme de plaques rectangulaires, sont prévus pour être adaptés sur les éléments structurels de la première ou de la seconde famille afin de constituer des cloisonnages de rigidification ou, par exemple, des plans d'assise ou de dossier. Comme on le voit sur cette figure 1, ces divers éléments structurels 1,2 et éléments de liaison 3 sont munis d'alésages traversants tespectivement 10 et 10r, de diamètres identiques et répartis sur les divers composants de façon à pouvoir les faire coïncider dans un type dé montage quelconque. Le montage de la structure de chAs- sis,. puis de la structure finale est obtenu au moyen d'organes d'assemblage sous la forme de vis à tête fraisée 5 ou à tête cylindrique 6, dont les diamètres sont prévus pour en permettre l'insertion dans les alésages 10, 10' des divers composants structurels, et dont les longueurs sont adaptées pour correspondre aux différentes épaisseurs des composants structurels à assembler.Ces vis 5 et 6 coopèrent avec des rondelles 7 et des écrous 8 et,pour leur mise en oeuvre, des moyens d'assemblage adaptés aux dimensions des organes d'assemblage sont pré vus et sont constitués, de préférence,de clefs "Allen" 9 et de clefs platesîl aux calibres des organes d'assemblage. Comme on le voit de façon schématique sur cette figure 1 et, à titre d'exemple sur la figure 3 qui représente un mode de réa- lisation d'une structure porteuse mobile,en l'occurrence unepatinette, le procédé de pontage pour la réalisation de structure porteuse à partir des éléments: du jeu de construction selon la présente invention peut être défini comme suit : sélectionner tout d'abord les élé- ments structurels I de la première famille pour constituer une structure de châssis; sélectionner les éléments structurels 2 de la seconde famille pour former un entretoisement de rigidification de la structure de châssis; disposer ces éléments des première et seconde familles les uns par rapport aux autres avec les alésages correspondants en alignement; associer ces premier et second élé- ments I et 2 au moyen des organes d'assemblage 6, 7 et 8; présenter un élément de liaison 3 sur la structure de châssis avec les alésages périphériques de cet élément de liaison en coïncidence avec les alésages de la structure de châssis; et solidariser cet élément de liaison 3 avec la structure de châssis au moyen des organes d'assemblage 5 ou 6 et 7, 8. Sur cette structure de châssis, peuvent être ensuite montés des montants 1' formant amorce d'une superstructure et des moyens de roues. Comme on l'a représenté sur la figure 2, le jeu de construction selon la présente invention comporte également des moyens d'axes 12 présentant des extrémités filetées 16, prévues pour coopérer avec des seconds organes d'assemblage en bout 14, et des moyens de roues 13 présentant un alésage central 17 adapté pour-correspondre au diamètre du moyen d'axe 12 et susceptibles d'être montés de façon à pouvoir tourner sur des moyens d'axe 12 entre un organe d'assemblage en bout 14 et un tube d'entretoisement 15 dont le diamètre intérieur est adapté au diamètre extérieur du moyen d'axe 12.Chaque moyen d'axe 12 a un diamètre prévu pour permettre son insertion dans un alésage dlun élément structurel 1 et a une longueur adaptée pour correspondre sensiblement aux épaisseurs de deux ou plusieurs éléments structurels assemblés et/ou aux dimensions des organes de liaison 3 destinés à former un cloisonnage de la structure porteuse à réaliser. Un jeu de tubes 15,de longueurs différentes correspondant aux différentes dimensions des éléments structurels, est prévu pour permettre l'adaptation des roues 13 sur une telle structure de châssis. Selon un mode de réalisation préféré de la présente invention, les éléments structurels 1 présentent au moins à une extrémité d'une rangée d'alésages 10 un alésage 20 traversant de diamètre supE- rieur au diamètre des alésages 10 correspondant au diamètre des organes d'assemblage 5 et 6, pour recevoir les moyens d'axes 12 dont le diamètre est, pour en améliorer la tenue mécanique, également supé- rieur au diamètre des alésages 10, les alésages 20 étant plus particulièrement adaptés pour constituer des paliers d'axes ou d'articulation, les alésages 10 gardant leur fonction d'assemblage en vue de recevoir les organes d'assemblage 5 et 6. Conformément à la présente invention, chaque élément structurel parallélépipédique 1 et 2, présente sur chaque paire de faces opposées, une rangée d'alésages 10 équidistants, les alésages d'une rangée d'une paire de faces étant décalés des alésages de la rangée de l'autre paire de faces d'une distance sensiblement égale à la moitié de la distance séparant deux alésages consécutifs d'une même rangée. Selon un mode préféré de réalisation, les éléments structurels parallélépipédiques 1 et 2 sont réalisés en bois et présentent une même section carrée de côté égal, par exemple, à 30 mm, la distance entre deux alésages d'une même rangée étant sensiblement égale au double de la longueur d'un côté de la section carrée de l'élément structurel, c'est-à-dire 60 mm. Dans ce mode de réalisation, les alésages 10 et 10' ont un diamètre sensiblement égal à 6,5 mm pour recevoir des boulons 5 et 6 de 6 mm de diamètre, ces boulons ayant des longueurs de tiges de 45 à 95 mm.Les éléments de liaison 3 sont avantageusement constitués sous la forme de planchettes rec tangulaires également en bois dont les dimensions des côtés sont des multiples de la longueur du côté de la section transversale carrée des éléments structurels 1 et 2 pour correspondre aux longueurs des élé- ments structurels, notamment 150, 210, 330 et 450 mm. Les diamètres des alésages 20 sont sensiblement de 12,5mm pour recevoir des moyens d'axes 12 d'un diamètre de 12 mm et de longueurs adaptées pour correspondre à des multiples de la longueur d'un côté de la section carrée des éléments structurels, augmentée de l'épaisseur d'un moyen de roue, soit, par exemple, des longueurs de 95 et 450 mm.Les roues proposes ont un diamètre de 160 mm, un alésage de moyeu de 12 mm, et sont équipées, de préférence, d'un bandage en caoutchouc. Les tubes d'entretoisement 15 ont un diamètre externe de 16 mm, leur longueur est un multiple de la longueur du côté d'une section transversale d'un élément structurel 1 et 2, par exemple 30 et 120 mm. Conformément à ce mode de réalisation, le moyen d'assemblage constitué par la clef plate 11 présente alors deux calibres, une extrémité calibrée pour les écrous 8 de 6 mm correspondant aux boulons 5 et 6, et une autre extrémité calibrée pour les écrous bor gnes 14 de 12 mm. En variante, comme on le voit sur la figure 5, les écrous borgnes 14 servant au montage des roues 13 sur les moyens d'axes 12 peuvent être constitués d'écrous à papillons 14'. De même, comme on le voit toujours sur cette figure 5, au moins un élément structurel 21 de la première famille présente en sa partie médiane un alésage 22 de diamètre supérieur à celui des alésages 10, en l'occurrence del2,5mm pour permettre l'articulation de deux éléments de châssis entre eux par l'intermédiaire d'un moyen d'axe court. Les dimensionnements des différents Composants,donnés ici à titre d'exemple, sont prévus pour correspondre aux normes de résistance correspondant à une charge utile maximum de 50 kg. Le bois utilisé est de préférence, du bois de chêne, de hêtre, ou de frêne. Les figures 3, 4 et 5 représentent à titre illustratif mais non limitatif des modes de réalisation de structures porteuses roulantes réalisables à partir des éléments du jeu de construction selon la présente invention, à savoir une patinette, un cheval et un chariot avec direction, respectivement. On notera plus particulièrement en référence aux montages des figures 4 et 5, que sur la structure de châssis de base constituée par les éléments, 1, peuvent être fixés des montants 1' pris parmi les éléments structurels de la pre mière famille, ces montants étant utilisés pour former ensuite une structure de châssis secondaire au moyen d'éléments 1", toujours pris dans cette première famille d'éléments structurels, pour recevoir les éléments de liaison 3 remplissant ici le rôle d'assise, de dossier et de repose-pied. La présente invention n' est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire susceptible de variantes et de modifications qui apparaîtront à l'homme de llart.En particulier, quoique les éléments structurels et de liaison soient de préférence réalisés en bois, ils peuvent être réalisés en métal léger ou en matière plastique pleine ou alvéolaireDe même les organes d'assemblage métalliques 5 et 6 peuvent être constitués de boulons à tête carrée, hexagonale ou hémi-sphérique selon les besoins, les moyens d'assemblage étant adaptés en conséquence. En fonction de la forme de la tête des boulons, les extrémités des alésages des éléments structurels et/ou des éléments de liaison peuvent égale ment être contre-alesees. REVENDICATIONS 1 - Procédé de construction de structures porteuses à partir d'éléments d'un jeu de construction comprenant au moins deux familles d'éléments structurels présentant des alésages disposés dans des configurations prédéterminées pour recevoir des organes d'assemr blase, et des éléments de liaison, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes :: - sélectionner des éléments structurels parmi une première famille d' éléments de premières dimensions analogues pour former une structure de châssis prédéterminée; - sélectionner des éléments structurels parmi une seconde famille d'éléments de secondes dimensions analogues en vue de constituer des entretoisements de rigidification de la structure de chassis; - disposer ces éléments des première et seconde familles les uns par rapport aux autres avec leurs alésages correspondants en coïncidence; - associer ces éléments des première et seconde familles au moyen des organes d'assemblage; - présenter sur la structure de châssis les organes de liaison, et assembler ces organes de liaison aux éléments de première et seconde familles constituant la structure de châssis. 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qui consiste en outre à munir la structure de châssis ainsi constituée de moyens de roues pour rendre ladite structure porteuse dépla çable. 3 - Procédé selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte en outre l'étape d'assembler sur la structure de châssis les éléments structurels formant montants et d'as- sembler sur ces montants les éléments structurels et des organes de liaison de façon à constituer des structures d'assise et/ou de prise. 4 - Jeu de construction pour la réalisation de structures porteuses, notamment- de jouets, comportant des éléments structurels préfabriqués prévus pour coopéreravec des organes d'assemblage déterminés et des éléments de liaison, caractérisé en ce qu'il comporte une pluralité d'6lements structurels parallelépipediques, de section identique mais de longueurs prédéterminées différentes, présentant sur chaque paire de faces longitudinales opposées une rangée d'alésages traversants régulièrement répartis, les alésages d'une rangée correspondant à une paire de faces étant décalés des alésages de 1' autre rangée d'une distance sensiblement égale à la moitié de la distance séparant deux alésages d'une meme rangée, les diamètres des alésages et leur espacement dans une rangée étant identiques pour tous les élé- ments structurels parallélépipédiques, des éléments de liaison de forme générale plane et présentant, au voisinage de leur peripherie, des alesages traversants répartis de façon à correspondre aux rangées d'alésages des éléments structurels et ayant le même diamètre que ces alésages des éléments structurels, et des organes d'assemblage pour solidariser les éléments structurels et les éléments de liaison entre eux, chaque organe d'assemblage étant prévu pour pouvoir être logé dans les alésages de ces éléments et pour associer au moins deux de ces éléments entre eux. 5 - Jeu de construction selon la revendication 4, plus particulièrement pour la réalisation de véhicules jouets, caractérisé en ce qutil comporte en outre des éléments d'axes et des moyens de roues, ces éléments d'axes étant susceptibles d'être logés dans les alésages des éléments structurels, et les moyens de roues présentant un alésage central correspondant au diamètre extérieur des éléments d'axe pour pouvoir être montés sur ces éléments d'axes et y être maintenus de façon à pouvoir tourner au moyen de seconds organes d'assemblage et de pièces tubulaires d'entretoisement dont le diamètre intérieur correspond au diamètre extérieur des moyens d'axes. 6 - Jeu de construction selon la revendication 5, caractérisé en ce que les éléments structurels de la première famille d'éléments présentent, au moins à une extrémité d'une rangée d'alésages et conformément à la répartition générale des alésages de cette rangée, un second alésage de diamètre supérieur à celui des alésages de la,ran- gée, pour recevoir les éléments d'axes permettant le montage des moyens de roues. 7 - Jeu de construction selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que les éléments structurels parallélépipédiques des première et seconde familles ont une section carrée, les alésages traversants d'une rangée étant séparés les uns des autres d'une distance sensiblement égale à deux fois la dimension du c- té de la section carrée de ces éléments. 8 - Jeu de construction selon la revendication 7, caractérisé en ce que les éléments de liaison se présentent sous la forme de. plaques rectangulaires dont les dimensions correspondent à des multiples de la longueur d'un côté de la section carrée des éléments structurels et-dont l'épaisseur est sensiblement égale au tiers de la dimension d'un côté de cette section carrée des éléments structurels. 9 - Jeu de construction selon l'une quelconque des revendications 4 à 8, caractérisé en ce que les organes d'assemblage comprennent des boulons métalliques dont les diamètres correspondent aux diamètres des alésages d'une rangée d'un élément structurel et dont la longueur permet l'assemblage d'au moins deux de ces éléments structurels ou d'un élément structurel et d'un élément de liaison, des rondelles et des écrous, également métalliques, des moyens de clefs à des calibres correspondant aux organes d'assemblage étant en outre prévus pour la mise en oeuvre de ces organes d'assemblage. 10 - Jeu de construction selon l'une quelconque des revendications 6 à 9, caractérisé en ce que les éléments d'axes sont cons titués d'une pluralité de tiges métalliques à bouts filetés de diamètre sensiblement supérieur au diamètre des alésages des rangées d'alésages des éléments structurels, les diamètres des seconds alésages étant adaptés pour recevoir ces tiges, et en ce que les entretoises tubulaires ont des longueurs correspondant à des multiples de la longueur d'un côté de la section carrée d'un élément structurel. 11 - Jeu de construction selon l'une quelconque des reven- dications 4 à 10, caractérisé en ce que les éléments structurels parallélépipédiques et les éléments de liaison rectangulaires sont réalisés en bois. 12 - Jeu de construction selon l'une quelconque des revendications 9 à 11, caractérisé en ce que les boulons sont à tête cylindrique. 13 - Jeu de construction selon l'une quelconque des revendications 9 à 11, caractérisé en ce que les boulons sont à tete fraisée, les extrémités des alésages des rangées d'alésages des éléments structurels et des éléments de liaison etant chanfreinées. 14 - Jeu de construction selon l'une quelconque des revendications 7 à 11, caractérisé en ce que la longueur d'un côté de la section carrée des éléments structurels est sensiblement égale à 30 mm, le diamètre des alésages des rangées d'alésages étant de 6,5 mm, et le diamètre des seconds alésages pour recevoir les moyens d'axes de 12 mm.