Brevet FR2490316A1 — publié le 19820319

La présente invention concerne un mécanisme des- tiné à la construction de bâtis. On connaît déjà un procédé de construction de bâtis et d'arrangements analogues à l'aide de montants tubulaires et de noix de raccordement. L'invention concerne un mécanisme utile à cet effet et comprenant des montants sous forme d'éléments tubulaires et des noix de raccordement destinées à pénétrer à l'extrémité d'un élément tubulaire afin que celuici se raccorde à un autre élément tubulaire analogue, le long de son côté et perpendiculairement à son axe longitudinal, avec plusieurs positions possibles en ro- tation. Le brevet suédois no 7 312 307-7 décrit un tel mé- canisme. Dans celui-ci, les éléments tubulaires ont quatre côtés et un certain nombre de gorges formées le long des côtés. Les extrémités des branches d'un élément de raccorde- ment en U peuvent être poussées dans. deux gorges et serrées fermement par serrage des parois en regard des deux gorges qui sont l'une en face de l'autre, à l'aide d'une vis. L'élé- ment de raccordement est maintenu en position de cette manière sur un élément tubulaire et relie celui-ci à un autre élé- ment tubulaire, en direction perpendiculaire, l'élément de raccordement étant introduit par l'ouverture d'extrémité du second élément tubulaire et étant fermement maintenu dans celui-ci car la vis passe par un trou de l'élément. Dans un tel mécanisme, l'effet de serrage est re- lativement bon avec le premier élément tubulaire lorsque les branches de l'élément de raccordement sont suffisamment robustes, mais le raccordement du second élément tubulaire a lieu sans possibilité de serrage, uniquement parce que le trou de l'élément tubulaire est, si l'on peut dire, monté sur les extrémités de la vis. En conséquence, le raccord formé ne peut pas encaisser des forces importantes et, en présence de vibrations ou de forces périodiques analogues, il existe un risque important pour que le jeu présent au point de raccordement augmente. L'invention résout le problème posé par mise en oeuvre d'une noix de raccordement dans laquelle l'élément de raccordement est fixé aux deux éléments tubulaires, au cours de la même opération de serrage. L'invention concerne donc un mécanisme qui faci- lite le raccordement d'éléments tubulaires identiques à l'aide de noix de raccordement, d'une manière extrêmement stable, si bien que le mécanisme peut subir des forces sta- tiques et dynamiques importantes. Le mécanisme a une noix de raccordement qui peut être réalisée de nmnière simple, par mise en oeuvre de procédés rationnels, à un cot total réduit. D'autres caractéristiques et avantages de l'in- vention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre de deux exemples de réalisation et en se réfé- rant aux dessins annexés sur lesquels la figure l est une élévation latérale de la noix de raccordement selon un premier mode de réalisation de l'invention; la figure 2 est une seconde élévation latérale, perpendiculaire à celle de la figure l; la figure 3 est une vue de dessus de la noix de la figure 2; la figure 4 est une vue en plan avec des parties arrachées de trois noix de raccordement et de trois éléments tubulaires raccordés; la figure 5 est une perspective de trois noix de raccordement qui relient quatre éléments tubulaires; et les figures 6 et 7 sont des perspectives des noix de raccordement selon un second mode de réalisation de l'in- vention. Comme l'indiquent les dessins, une noix complète 1 de raccordement comporte deux moitiés identiques 2 (sur les figures 1 à 3 une moitié est représentée en traits pleins et l'autre en traits mixtes), une vis 3 ayant une tête creuse hexagonale, et un écrou 4 (ces éléments 3 et 4 sont représentés sur la figure 5). Chaque moitié de noix à une partie externe 6 et une partie interne 7. La partie externe 6 a une surface 8 tournée vers l'intérieur destinée à être dirigée vers l'autre moitié lorsque les deux moitiés sont associées pour la formation d'une noix complète. Comme indiqué précédemment, les noix de raccorde- ment sont destinées à relier deux éléments tubulaires et la figure 4, à la partie inférieure droite, représente une telle noix en coupe transversale. Les éléments tubulaires portent la référence 22 et sont formés par un profilé à paroi mince qui peut être inscrit dans un carré imaginaire. Les faces externes 23 du profilé sont formées le long des côtés du carré alors que, au centre du coin du carré ima- ginaire, des gorges sont formées par repli des parois afin que les fonds des gorges soient délimités par un tronçon 24 de paroi faisant un angle de 450 avec les côtés externes 23. Les côtés des gorges sont formés par des tronçons 25 qui relient les tronçons 23 et 24 et qui font un angle de 600 avec les faces externe 23. Ainsi, les tronçons 23 de paroi, en coopération avec les tronçons 25 placés autour, forment quatre parties en queue d'aronde. Comme les éléments tubulaires doivent coopérer avec les noix de raccordement puisque les tronçons ou par- ties internes 7 des noix pénètrent aux extrémités des élé- ments tubulaires alors que les parties ou tronçons externes 6 doivent pouvoir être raccordés le long des profilés, par interaction de surfaces des noix et des tronçons 23 et 24 de paroi des profilés, il est souhaitable que les profilés aient la même section sur toute leur longueur. Cependant, si d'autres éléments doivent être raccordés en un point quelconque, le profilé peut avoir une configuration diffé- rente de celle qui est représentée, dans certains tronçons longitudinaux, pourvu que cette configuration n'affecte pas le raccordement prévu d'une noix. Dans la noix 1 de raccordement, la partie externe 6 des deux moitiés 2 doit serrer les tronçons en queue d'aronde de l'élément tubulaire 22 et doit prendre appui contre deux faces 25 opposées. La partie externe 6 peut être considérée comme formant un bloc parallélépipédique ayant une face 13 dont dépasse la partie interne 7. Une saillie ayant une surface 16 de contact dépassant vers l'extérieur à partir de la surface 14 et qui est dirigée obliquement vers la surface interne 8, est formée à partir d'une surface 14 d'extrémité externe. La surface 14 est perpendiculaire à la surface interne 8 et, dans le mode de réalisation re- présenté, la surface 16 de contact fait un angle de 60 avec la surface 14. Dans une noix complète, les surfaces 16 en regard des deux moitiés forment les surfaces de serrage qui, comme décrit précédemment, entourent le tronçon en queue d'aronde de l'élément tubulaire, formé par deux sur- faces de paroi 25. Au niveau de la surface 13, la partie externe 6 a des coins chanfreinés 17. Un trou 18 de passage de la vis 3 est formé dans le plan central et dans la partie externe 6 et il se ter- mine par une cavité 19 de logement de la tête circulaire de la vis 3 ou de l'écrou hexagonal 4. Les parties internes 7 des moitiés qui ont été mises en contact pour former une noix de raccordement sont destinées à pénétrer à l'extrémité de l'élément tubulaire et à y être serrées en même temps que la surface 16 de la partie externe serre l'autre élément tubulaire. De cette manière, l'élément tubulaire aux extrémités duquel les parties ont été introduites, peut être fixé perpendiculai- rement à un second élément tubulaire sur lequel la partie externe de la noix a été serrée, le montage pouvant être effectué n'importe o le long de cet élément tubulaire. La partie interne 7 a quatre saillies 10 formant des rebords. Les extrémités externes de ces saillies forment chacune une surface 11 pratiquement tournée du même côté quela surface interne 8 mais inclinée par rapport à celle- ci. Les surfaces il sont placées au-dessus de la surface 8 (lorsqu'on les observe vers cette surface 8). La partie de chaque saillie alternée 10 qui dépasse au-dessus de la sur- face 8 et la surface Il sont tournées vers un bord longi- tudinal de la moitié 2 de noix et les saillies alternées sont dirigées vers l'autre bord. Ainsi, les surfaces Il sont disposées en zig-zag les unes par rapport aux autres. La saillie 10 a aussi des faces obliques 21 placées de l'au- tre côté (vu dans la direction perpendiculaire à la surface interne 8) de la saillie, par rapport à la surface corres- pondante 11. Les surfaces 21 sont formées sur de petits épaulements 12. Les saillies 10 sont reliées par une partie centrale 9. Comme indiqué précédemment, les saillies 10 sont disposées les unes après les autres en zig-zag le long de l'axe longitudinal de la demi-noix 2 et on peut considérer qu'elles forment quatre couches inclinées les unes par rap- port aux autres. A cet égard, on considère que le raccorde- ment longitudinal de la demi-noix s'effectue en direction d'un plan imaginaire qui est perpendiculaire à la surface interne 8 et qui passe au centre de la partie externe 6 et comprend un plan de symétrie de celle-ci, le plan passant aussi au centre de la partie interne 7. Dans la suite, on appelle "plan central" un tel plan. L'angle des surfaces il des saillies 10 est égal à l'angle de la paroi 25 et, dans le mode de réalisation représenté, cet angle est égal à 1200. Les faces restantes des saillies 10 sont représentées plus clairement sur la figure 4 sur laquelle, à la partie inférieure droite, une noix de raccordement est représentée en vue de bout, depuis l'extrémité à laquelle est disposée la partie interne. Comme indiqué sur ce schéma, les surfaces 21 des épaulements 12 forment un angle de 300 avec la surface correspondante 11. Les surfaces restantes ne sont pas destinées à être en con- tact mais sont libres si bien qu'elles peuvent prendre une configuration déterminée plus librement, comme indiqué dans la suite du présent mémoire. Les figures 1 à 3 représentent une demi-noix 2, en traits continus, et les traits mixtes montrent comment une seconde demi-noix de même forme peut être placée au centre contre la première moitié et l'ensemble forme une noix de raccordement, les deux faces internes 8 étant tour- nées l'une vers l'autre et entourant un plan central pas- sant entre lesdites parties. Etant donné le déplacement des saillies 10, lorsque les demi-noix sont l'une en face de l'autre, elles s'ajustent l'une contre l'autre et les surfaces il sont dirigées l'une vers l'autre comme repré- senté plus à droite sur la figure 4. Les saillies 10 coo- pèrent par couches comme indiqué au centre de la figure 4, des précautions étant prises afin que le jeu entre ces sail- lies soit convenable. Les demi-noix sont réalisées afin qu'elles soient maintenues par une vis 3, celle-ci passant par 'Le trou 18, sa tête se logeant dans une cavité 19 d'une demi-noix alors qu'un écrou 4 est placé dans la cavité 19 de l'autre demi-noix. Un axe 15 est destiné à assurer le positionnement des noix pendant le montage, et les trous formés dans les deux demi-noix pour le passage de l'axe ont des diamètres relativement différents si bien que l'axe peut être serré dans une demi-noix et peut passer avec un certain jeu dans la seconde demi-noix. Cependant, dans le cas de demi-noix totalement différentes, on peut utiliser un axe ayant deux diamètres différents. Les deux demi-noix 2 de raccordement peuvent être identiques mais elles peuvent être appariées avec les sur- faces 8 tournées l'une vers l'autre, lors du déplacement des saillies 10 qui coopèrent les unes avec les autres. La demi-noix est aussi réalisée de manière qu'elle n'ait pas de parties en contre-dépouille,vue dans un plan de sépara- tion parallèle à la surface 8. Celâ signifie que les demi- noix peuvent être moulées, par exemple par coulée en co- quilles, si bien que leur fabrication est commode malgré leur forme complexe. Il suffit d'un seul moule pour une demi-noix pour la fabrication de la totalité des noix de raccordement. La demi-noix de raccordement représentée sur la figure 6 a les mêmes propriétés. Comme la demi-noix du mode de réalisation décrit précédemment, elle a les mêmes sur- faces de contact 16, il et 21. Cependant, elle est mieux adaptée a un moulage car, comme indiqué schématiquement, elle a des cavités qui lui donnent une épaisseur relative- ment faible et pratiquement uniforme. Comme les surfaces de contact sont les mêmes que précédemment, le fonctionnement est le même. Lors du raccordement de deux éléments tubulaires 22, deux demi-noix sont placées de la manière représentée par exemple sur la figure 1, et les parties internes 7 sont introduites à une première extrémité d'un élément tubulaire. La surface 16 de la partie externe 6 est accrochée sur l'une des parties en queue d'aronde du second élément tubulaire. Ces parties sont formées comme indiqué précédemment par les tronçons 23 et 25 de paroi. Le serrage de la vis 3 permet le serrage des surfaces 16 autour des tronçons 25 si bien que, étant donné leur position oblique, les surfaces 14 sont simultanément repoussées contre le tronçon 23 et le serrage assuré est ferme. Pendant le serrage simultané, les parties internes 7 des deux demi-noix 2 sont repoussées l'une contre l'autre. Pendant cette opération, les surfaces 21 des épaulements 12 sont d'abord repoussées contre les parois internes de quatre des tronçons 25-de paroi. Les surfaces il présentent de préférence le même jeu par rap- port aux tronçons opposés 25 de paroi. Lorsque le serrage progresse, le profilé tubulaire présente une certaine élas- ticité si bien que les surfaces 11 viennent en contact. Le contact s'effectue pour les deux demi-noix et dans deux positions pour chaque saillie 10, soit au total seize posi- tions pour la noix complète, ces points de contact étant disposés symétriquement autour du plan central du fait de la rotation des diverses saillies 10 les unes par rapport aux autres. La figure 4 permet une compréhension commode de l'opération de serrage. Il faut noter que le serrage de la partie externe 6 contre le profilé est réalisé car les surfaces 16 sont rapprochées l'une vers l'autre et serrent ainsi fermement l'élément tubulaire. Les surfaces 21 sont aussi rapprochées et elles prennent en conséquence appui contre les surfaces internes; tournées vers l'extérieur, de l'élément tubulaire. D'autre part, les surfaces 11 des saillies sont placées de l'autre côté du plan central, et sont disposées en arête de poisson les unes par rapport aux autres; en conséquence, elles se séparent lorsque les demi- noix sont tirées l'une vers l'autre et viennent au contact avec les surfaces tour- nées vers l'intérieur (tournées vers le plan central) à l'intérieur de l'élément tubulaire. Etant donné cette coopé- ration élaborée, le profilé tubulaire sensiblement circu- laire donne un contact bien réparti. Grâce à l'arrangement des différents éléments du mécanisme décrit et représenté, le simple serrage d'une vis permet un serrage extrêmement robuste et résistant des éléments tubulaires, à l'aide de noix de raccordement qui donnent des surfaces de contact dispersées et bien répar- ties; surtout, le serrage empêche tout déplacement mutuel des différents éléments et élimine ainsi le risque de dé- formation et de jeu. Le mécanisme permet toujours le rac- cordement de l'extrémité d'un élément tubulaire à un élément tubulaire sécant sur toute la longueur de l'élément tubu- laire et dans quatre directions perpendiculaires les unes aux autres. Comme l'indique la figure 5, grâce à ces méca- nismes, les structures qui peuvent être construites ont une variété infinie. Ainsi, un bâti de machine, un transpor- teur ou un stand de présentation peuvent être par exemple construits avec un coin externe constitué par un élément vertical tubulaire 26 (figure 5) et deux éléments tubulaires horizontaux 27 qui se raccordent perpendiculairement l'un à l'autre. Les montants transversaux 28 peuvent être placé en tout point sur la longueur des profilés 26 et 27. Les tronçons en queue d'aronde formés par les éléments tubulaires conviennent aussi très bien à la fixation de différents élé- ments, par exemple des dispositifs de serrage analogues à ceux qui sont formés par la partie externe 6 de la noix de raccordement. Le principe de fonctionnement de la partie interne 7 de la noix peut aussi être mis en oeuvre pour des accessoires spéciaux tels que des pieds qui sont introduits à la pairtie inférieure, dans l'élément vertical tubulaire, ainsi que pour des pièces de raccordement de deux éléments tubulaires afin qu'ils soient alignés, ces pièces ayant deux éléments internes raccordés. 249331c Comme décrit précédemment, les demi-noix 2 sont de préférence formées par des tronçons moulés, et le fait que les demi-noix sont identiques est avantageux au point de vue de l'outillage et de la fabrication ainsi que pour des raisons de stockage et de montage. Naturellement onpeut utiliser d'autres procédés de fabrication et il faut à cet égard noter que la seule position à laquelle les demi- noix doivent présenter une certaine précision se trouve aux surfaces de contact contre les éléments tubulaires, c'est-à-dire les surfaces 11, 21 et 16. Les éléments tubulaires peuvent être sous forme de profilés extrudés mais, dans le cas de l'acier qui ne peut pas être extrudé, ils peuvent être facilement réalisés par pliage d'une tôle dans une plieuse à galets. En consé- quence, les matières et procédés de fabrication qui peuvent être utilisés sont très divers. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux dispositifs qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples-non limitatifs sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Mécanisme pour bAtis et analogues formé d'élé- ments, tels que des éléments d'espacement sous forme de montants tubulaires (22), et de dispositifs de maintien de ces éléments tubulaires sous forme de noix (1) de raccor- dement ayant chacune une première partie interne (7) des- tinée à être serrée dans une cavité de l'un des éléments (22) et une seconde partie externe (6) destinée à serrer un second élément par serrage ferme de la partie externe à l'aide de surfaces externesde contact (16) de la noix de rac- cordement, celle-ci ayant deunr tronçons (2) munis de tronçons de tête places de chaque côté du plan central passant entre les tronçons, les tronçons de tête portant les surfaces de contact (16), en coopération avec au moins un dispositif (3), de préférence à vis, destiné à provoquer un déplacement mutuel des éléments afin qu'ils présentent l'effet précité de serrage, les surfaces de contact (16) étant alors dépla- cées les unes vers les autres, vers le plan central, ledit mécanisme étant caractérisé en ce que la cavité a des sur- faces qui divergent l'une par rapport a l'autre et qui sont placées de part et d'autre du plan central, dans la ou les positions prévues de la noix de raccordement (1), les sur- faces précitées de contact (16) de la première partie se trouvent du même côté du plan central afin qu'elles soient au contact de surfaces de contact (21) des faces internes de la cavité qui divergent, si bien que, pendant le dépla- cement des tronçons et le déplacement des surfaces précitées de contact (16) l'une vers l'autre, les surfaces de contact (21) de la première partie interne (7) se déplacent aussi l'une vers l'autre et viennent en appui contre les surfaces de contact de la cavité. 2. Mécanisme selon la revendication 1, caracté- risé en ce que les surfaces de contact de la cavité sont formées par des tronçons repliés vers l'intérieur (25) de paroi de l'élément (22) qui, au moins dans la région de la cavité, a la forme d'un tube dont la matière a une épaisseur pratiquement uniforme. 249031s 3. Mécanisme selon l'une des revendications l et 2, caractérisé en ce que le second tronçon externe (6) de la noix (1) de raccordement est disposé de manière que, avec les surfaces externes de contact (16), il serre un tronçon de l'élément (22) formé par les tronçons externes (23) de paroi, les tronçons adjacents (25) recourbés vers l'inté- rieur constituant les surfaces de contact. 4. Mécanisme selon la revendication 3, caractérisé en ce que les tronçons externes (23) de l'élémenttubulaire (22) sont rectilignes et sont disposés de manière que, en- semble, ils puissent être inscrits dans un polygone, avan- tageusement un carré. 5. Mécanisme selon l'une quelconque des revendi- cations précédentes, caractérisé en ce que la cavité a aussi des surfaces tournées l'une vers l'autre et destinées à être au contact des surfaces de contact (11) d'un type dif- férent formées sur les tronçons (2, 2) de noix, ces surfaces étant placées, par rapport au plan central, au côté opposé à celui des surfaces précitées de contact (16, 21) si bien que, lors du déplacement des surfaces de contact (16, 21) les unes vers les autres, les surfaces de contact (11) de types différents s'écartent et viennent au contact des sur- faces de la cavité qui sont tournées les unes vers les au- tres, la position de toutes les surfaces internes de con- tact (il, 21) étant telle que le contact a lieu de façon pratiquement simultanée. 6. Mécanisme selon la revendication 5, caractérisé en ce que les deux tronçons (2, 2) de la noix (1) ont leurs surfaces internes de contact (11, 21) formées sur des sail- lies (10) qui se suivent le long de l'axe longitudinal de l'élément (22), dans la position voulue et qui, lorsque les parties de noix sont mises en coopération, sont dispo- sées les unes au-dessus des autres. 7. Mécanisme selon la revendication 6, caractérisé en ce que chaque tronçon (2, 2) de noix a au moins deux saillies (10) qui présentent chacune une surface de contact (21) du premier type dans un premier quadrant et une sur- face de contact (11) du second type dans un quadrant opposé en diagonale, les quadrants étant formés par séparation imaginaire des sections en quadrants par ledit plan central et un se- cond plan qui lui est perpendiculaire. 8. Mécanisme selon la revendication 7, caractérisé en ce que les saillies (10) de chaque tronçon de noix (2, 2) sont séparées par paires telles qu'une saillie au moins a des surfaces de contact (11, 21) dans une première paire de quadrants opposés en diagonale et au moins une seconde saillie à des surfaces de contact dans la paire restante de quadrants opposés. 9. Mécanisme selon l'une quelconque des revendica- tions 6 à 8, caractérisé en ce que les deux tronçons de noix (2, 2) sont-identiques, et les saillies (10) sont dé- calées de manière que, lorsque les deux parties identiques sont tournées l'une vers l'autre, les saillies correspon- dantes d'une première partie puissent se loger dans la ca- vité formée entre les saillies de l'autre partie, et in- versement.