Brevet FR2526890A1 — publié le 19831118

Noeud d'assemblage pour profilés, et application d'un tel noeud à des structures tridimensionnelles ou analoaues. L'invention est relative à un noeud d'assemblage pour profilés, notamment pour tubes carrés ou ronds. De tels noeuds d'assemblage sont utilisés, en particulier, pour la réalisation de structure spatiale, notamment tridimensionnelles, et sont destinés à réunir divers profilés de la structure qui convergent, suivant plusieurs directions dans l'espace, vers un même point. Diverses solutions ont été proposes jusqu'à ce jour pour réunir de tels profilés ; toutefois ces solutions nécessitent généralement des opérations relativement coûteuses tant au point de vue réalisation du noeud d'assemblage, qu'au point de vue préparation des extrémités des profilés formant les barres à assembler. L'invention a pour but, surtout, de rendre le noeud d'assemblage tel qu'il soit d'une fabrication simple et économique, et qu'il assure la transmission des efforts dans de bonnes conditions, et cela sans exiger des travaux importants de préparation des extrémités des barres qui doivent être accrochées au noeud. Selon l'invention, un noeud d'assemblage pour profilds,notamment pour tubes carrés ou ronds, est caractérisé par le fait qu'il comprend au moins deux ensembles de deux éléments creux, les éléments d'un même ensemble étant parallèles entre eux écartés l'un de l'autre, de façon à permettre le croisement des ensembles, sans interruption de matièré, le plan des axes des éléments creux d'un des ensembles notamment étant/rthogonal au plan des axes des éléments de l'autre ensemble, les deux éléments creux d'un des ensembles traversant l'espace existant entre les deux éléments creux de l'autre ensemble, tous les éléments du noeud étant assemblés entre eux, notamment par soudure, et des moyens d'accrochage, notamment formés par des trous, étant prévus sur ces éléments creux pour permettre d'attacher les profilés, l'ensemble étant tel nue lesdits profilés peuvent être introduits sans déformation dans les éléments creux ou entre deux éléments creux d'un même ensemble. De préférence, le noeud d'assemblage comprend trois ensembles de deux éléments creux parallèles, écar- tés l'un de l'autre de manière à permettre le croisement à angle droit des ensemblesdeux à deux, les axes des trois ensembles formant un trièdre trirectangle. Généralement, les éléments creux comportent des génPratrices rectilignes. Les deux éléments creux d'un même ensemble sont, de préférence, symétriques l'un de l'autre par rapport à l'axe de l'ensemble. Les éléments creux peuvent pre- senter des sections transversales creuses ouvertes, notamment en U ou en Q,etlesdeux éléments creux d'un me me ensemble sont disposés de telle sorte que leurs concavités soient tournées vers l-'éxtbrieur, Le noeud peut aussi etre réalisé avec des éléments creux à profil fermé, ou à profil creux ouvert et dont les cavités sont tournées vers le centre du noeud. Les éléments creux peuvent comporter des ouvertures centrées sur les axes des ensembles et permettant le passage d'un profilé à travers le noeud. Le noeud peut comporter un noyau, dans sa partie centrale, pour augmenter la rigidité de l'ensemble. Avantageusement, le noeud d'assemblage comporte, suivant la direction longitudinale de chaque élément creux, trois groupes de moyens d'accrochage, notamment formés par des trous, répartis suivant la direction axiale dudit élément creux, les deux groupes d'extrémité, des moyens d'accrochage, étant situés axialement de part et d'autre des éléments creux orthogonaux à l'élément considéré, tandis que le troisième groupe de moyens d'accrochage est prévu, axialement, au niveau de ces éléments creux orthogonaux, ce troisième groupe comprenant des moyens d'accrochage prévus dans lesdits éléments orthogonaux, notamment des trous traversant ces éléments.Les éléments creux d'un noeud d'assemblage1 ou certains de ces éléments creux, peuvent avoir une longueur supérieure à la somme des largeurs des éléments creux orthogonaux et de l'écart existant entre ces éléments creux orthogonaux, de telle sorte que les premiers éléments creux aient des parties qui débordent de part et d'autre des bords transversaux des éléments orthogonaux, des moyens d'accrochage, notamment formés par des trous, étant prévus avantageusement dans ces parties débordantes. L'invention concerne également l'application d'un tel noeud d'assemblage à la réalisation de structures spatiales 1notamment des structures tridimensionnelles. Dans une telle application, le noeud d'assemblage est avantageusement disposé de telle sorte que des protilés correspondant à trois directions orthogonales d'un trièdre trirectangle aient leurs axes confondus avec les axes des trois ensembles du noeud, chaque profilé étant accroché aux deux éléments creux parallèles à la direction de ce profilé; éléments creux entre lesquels est engagée une extrémité dudit profilé ; avantageusement, le profilé est également engagé dans la cavité tournée vers l'extérieur de l'élément creux orthogonal à la direction du protilé, des barres diagonales, formées par d'autres profilés1 sont accrochées respectivement aux deux groupes d'extrémite des moyens d'accrochage des éléments creux : dans une telle application, le noeud d'assemblage de l'invention permet d'assurer la réunion de 18 profilés dont les directions convergent vers le centre du noeud. Selon une autre pDssibiRïté, les profilés orientés parallèlement aux directions des axes orthogonaux des ensembles du noeud sont introduits dans les éléments creux parallèles à ces directions, les barres formées par ces profilés etant doublées et symétriques l'une de l'autre par rapport au centre du noeud. L'invention consiste mises à part les dispose tions exposées ci-dessus, en certaines autres disposittions dont il sera plus explicitement question ci-après à propos de modes de réalisation particuliers décrits avec références aux dessins ci-annexes, mais qui ne sont nullement limitatifs. La figure 1, de ces dessins, est une vue-en pers pective d'un noeud a assemblage conforme à l'invention. La figure 2 montre, en perspective un noeud d'assemblage,semblable à celui de la figure 1, combiné avec une autre disposition des profilés a assembler. La figure -3 est une vue en plan d'une variante de réalisation. La figure 4, enfin, montre, également en perspective, une autres réalisation du noeud d'assemblage. En se reportant aux dessins notamment å la tigure l, on peut voir un noeud d'assemblage N pour profilé p notamment formés par des tubes carrés 1 et/ou des tubes ronds 2. Le noeud d'assemblage N comprend au moins deux ensembles et, de préférence, trois ensembles X, Y Z de deux éléments creux respectivement dx, 4x, pour l'ensemble X, 3y, 4y pour l'ensemble Y et 3z, 4z pour l'ensemble Z. Les éléments d'un meme ensemble sont paral le les entre eux et écartés l'un de l'autre de façon å permettre le croisement à angle droit des ensembles sans interruption de matière; par exemple, les éléments 3x, 4x de l'ensemble X sont écartés l'un de l'autre suivant la direction y, de façon à permettre aux éléments 3z, 4z de l'ensemble Z de traverser l'espacé existant entre les éléments 3x et 4x, sans que la matière des éléments 3z, 4z soit interrompue ni meme échancrée. un voit que d'une manlèresemblable, les éléments 3x, 4x traversent l'espace existant entre les éléments 3y et 4y, ces deux derniers éléments traversant l'espace existant entre les éléments 3z et 4z. Tous les éléments 3x, 4x 3z, 3z sont, de pré régence au contact les uns des autres c1està-dire que l'espace ménage entre deux éléments, par exemple entre 3x et 4x est egal à la largeur des éléments 3z, 4z qui se trouvent entre eux. Les éléments sont assemblés entre eux par tous moyens appropriés, notamment par soudure, ou par- col 1aW ou brasage etc. Les six éléments du noeud déterminent, entre eux un volume central 5 ; pour assurer une plus grande rigidité du noeud on peut prévoir, dans ce volume 5, un noyau central (non représenté) qui sera assemblé aux éléments creux au noeua. Ces éléments creux comportent des génératrices rectilignes ; les deux éléments creux d'un même ensemble sont de préférence, symétriques l'un de l'autre par rapport à l'axe de l'ensemble (Ox Oy ou Oz, pour les ensemble X, Y et Z), O étant le centre du moeud. Selon les réalisations des figures 1 et 2, les éléments creux 3x 4z, sont formés par des profilés section transversale creuse ouverte en U ; les deux éléments creux d'un même ensemble, par exemple 3x et 4x sont disposés de telle sorte que leur concavité soit tournée vers l'extérieur. Il est possible d'utiliser d'autres formes de sections transversales creuses, par exemple des sections en n, ou des sections semi-circulaires. La largeur interne 1 de la section creuse est adaptée à la dimension m du profilé destiné à etre introduit dans cet elément creux; généralement m est sensiblement égal à 1 au jeu de montage près. Dans le cas d'un tube carré tel que 1, m correspond au conté du contour extérieur de la section transversale du tube , dans le cas d'un tube rond, m correspond au diamétre de ce tube. Les ensembles X, Y, Z a'un même noeud d'assemblage N peuvent être forgés avec des éléments creux dont les sections transversales et les dimensions diffèrent d'un ensemble à l'autre,et sont adaptées au type de profilés à réunir. Le noeud d'assemblage N comporte, suivant la direction longitudinale de chaque elément creux,par exemple suivant la direction longitudinale de l'élément 4x, trois groupes G1 G2 G3 de moyens d'accrochage formés par des trous désignés par les références 6 à 13. Les deux groupes d'extrémite G1, G3 sont situes, suivant la direction de l'axe de l'élément 4x, de part et d'autre des éléments creux 3y 4y, orthosonauy a l'e- lément considéré 4x. Il en est de meme pour les autres éléments creux si on les considère les uns après les autres. Le troisiéme groupe G2 comprend des trous d'accrochage tels que 9,lO,prévus dans ces éléments orthogonaux 3y, 4y. Dans la réalisation de la figure 1, les trous 9 et 10 traversent a la fois la base de la section en U de l'élement 3y ou 4y, etlesaièsde l'élément 4x adjacentes. Le premier groupe G1 de moyens d'accrochage comprend plusieurs trous tels que 6, 7 et 8 prévus respectivement, dans les deux ailes parallèles du U et, pour le trou 1, dans la base du U; ce trou 7 traverse également l'aile adjacente de l'élément Xz. Un seul trou 6, 7, ou 8 a eté représente ; il est clair que plusieurs trous tels que 6 peuvent être prevus dans la même aile ou dans la même base d'un U pour assurer un accrochage suffisant. L'autre groupe d'extrémité G3 comprend également des trous 11 et 13 prévus dans les ailes du U et un ou plusieurs trous 12 prévus dans la base de ce U. Dans une application du noeud d'assemblage N, à une structure tridimensionnelle, il est ainsi possible comme représenté sur la figure 2, de disposer le noeud de telle sorte que lesp/ofil l px2, pyl, py2, pzl, pz2 correspon dant aux trois directions orthogonales d'un trièdre trirectangle aient leurs axes confondus avec les axes Ox, Oy, Oz des trois ensembles du noeud. Chaque profilé, par exemple pyl est accroché aux deux éléments creux 3y, 4y, parallèles à la direction de ce profilé, éléments creux entre lesquels se trouve l'extrémité du profilé PY1, cette extrémité étant introduite dans la cavité de la section transversale de l'élément 4x. On voit que la direction de l'axe du profilé pyl est orthogonale à l'axe de l'élément 4x.L'extrémité du profilé pyl comporte des trous disposés de manière à'pouvoir etre traversés par une goupille ou un boulon d'assemblage qui passe également par les trous 9 et 10 et qui traverse donc non seulement la base des sections des éléments 3y, 4y, mais également les ailes de l'élément 4x. Les autres profilés py2, pxl, px2, pzl et pz2 sont assemblés de la même manière. On voit immédiatement que la transmission des efforts entre deux profilés tels que pyl et py2 situés dans le prolongement l'un de l'autre est assurée, essentiellement, par les deux éléments parallèles 3y, 4y, sans interruption de matière, et sans faire intervenir de moyens de liaison tels que des cordons de soudure ou analogues pour la transmission des efforts dans le noeud d'assemblage. Il est à noter, comme représenté sur la figure 3, que les éléments creux du noeud d'assemblage peuvent avoir une longueur H supérieure à la somme des largeurs j des éléments creux orthogonaux tels que 3z, 4z (si on considère que H est la longueur de l'élément 4x) et de l'écart e existant entre les éléments creux 3z, 4z. Autrement dit H > 2j + e. Lorsque e = j on peut écrire H > 3j. Dans ces conditions, les éléments creux tels que 3y ont des parties telles que 14 qui débordent de part et d'autre des bords transversaux sses éléments orthogonaux 3x, 4x . Des moyens d'accrochage notamment formés par des trous 16 peuvent être prévus dans ces parties débordantes 14, plus précisément dans la zone de la section la plus proche de l'axe de l'ensemble dans le cas où des profilés tels que pyl sont disposés entre les éléments 3y et 4y, il est possible de prévoir l'accrochage de ces profilés, engagés entre ces deux éléments, uniquement sur les éléments 3y, 4y, de manière à éviter de soumettre l'élément 4x à la transmission d'une partie des efforts entre pyl et py2. En se reportant à nouveau à la figure 2, on peut voir que des barres diagonales formées par les profilés tels pdl, pd2 sont accrochés aux deux groupes d'extrémité G1, G3 de trous de l'élément 4x. L'accrochage des profilés pdl, pd2 est assuré également par un boulon ou une goupille traversant les trous de l'élément 4x et des trous prévus aux extrémités des profilés. Ces profilés pdl, pd2 sont orientés généralement suivant les bissectrices des angles droits formés par les axes des trièdres x, y, z. On voit ainsi qu'à chaque élément creux tel que 4x, sont accrochées trois barres convergeant vers le centre . Il en sera de même pour les 5 autres éléments creux du noeud d'assemblage. On voit ainsi que le noeud d'assemblage de la figure 2 permet de réunir 18 profilés convergeant vers un même point. Il est également possible, comme représenté sur la figure 1, de combiner le noeud d'assemblage N avec des profilés introduits dans les cavités des éléments creux, parallèlement aux directions Ox, Oy, Oz, ces profilés étant doublés ou jumelés. Plus précisément, comme visible sur la figure 1, deux tubes 2 à section circulaire, parallèlesl'un à l'autre, sont introduits dans les cavités des éléments creux 3y, 4y, et sont attachés à ces éléments creux par exemple au moyen de boulons traversant les trous prévus dans les éléments creux et des trous correspondant prévus dans les profilés. Chaeue tube 2 peut s'arrêter à une extrémité, dans 1' élément 3y ou 4y ; un autre tube 2 situé dans le prolongement du premier , est attaché à l'autre extrémité de l'élément 4y ou 3y. Il est également possible d'avoir des tubes 2 qui s'étendent longitudinalement, sans interruption, de part et d'autre des éléments 3y, 4y. Des tubes 1 à section carrée sont disposés de manière semblable dans les éléments 3x, 4x, et 3z, 4z. Des barres diagonales peuvent encore être accrochées à l'aide des trous appartenant au groupe G1 et G3 ; il suffira de prévoir des chapes, à l'extrémité des barres diagonales, pour venir, par exemple, enserrer extérieurement les zones des éléments tels que 4x comportant les trous 6 et 8 ; des trous de passage seront prévus dans les profilés introduits dans les éléments tels que 4x pour permettre l'accrochage des chapes aux trous tels que 6 et 8 par boulons ou goupilles. il est clair que des entretoises peuvent être prévues dans les tubes pour éviter un écrasement lors d'un serrage pour l'assemblage. En se reportant à la figure 4, on peut voir un noeud d'assemblageXdont les éléments de base en profil creux ouvert, à section transversale en forme de U, ont leur concavité tournée vers le centre du noeud. Les divers éléments creux sont désignés par les mêmes références numériquesque sur les figures précédentes, bien que leur disposition géométrique soit légèrement différente. Des moyens d'accrochage formés par des trous sont prévus dans ces divers éléments creux. Le noeud N1 de la figure 4 présente un profilé fermé à l'intersection des éléments creux. Des ouvertures 17 de forme carrée(circulaire ou rectangulaire)lcorrespondant à celle d'un profilé peuvent être prévues dans la base des sections en U des éléments creux. Ces ouvertures 17 permettent le passage d'un profilé, dont l'axe est confondu avec l'axe Ox, Oy ou Oz d'un des ensembles1 à travers le noeud, sans interruption. Le noeud d'assemblage de l'invention peut servir non seulement à des charpentes tridimensionnelles, mais également à des charpentes traditionnelles , ce noeud d'assemblage peut convenir à des ouvrages à caractère définitif ou semi-permanent (hangars, tribunes, échaffaudages, tour d'étaiement etc.). Un tel noeud d'assemblage permet, en particulier, l'exécution économique et facile de petites structures standardisées telles que abris de jardin, garages, etc. ainsi que leur vulgarisation. Des casiers de stockage à très forte charge peuvent être réalisés avec un tel noeud d'assemblage. Il convient de noter, au passage, que l'accrochage des profilés dans les éléments creux peut être réalisé avec de simples vis de pression montées sur les éléments creux, si les charges à supporter ne sont pas trop importantes.Les barres ou profilés accrochés au noeud d'assemblage de l'invention peuvent avoir des sections très diverses, fermées (par exemple section circulaire de tube rond, ou section hexagonale, octogonale), ou des sections creuses ouvertes (section en U en fi Le; barres peuvent être formées par des laminés marchands en U, en L, en I etc. Les barres peuvent être jumelées deux à deux. L'assemblage des barres au noeud peut être réalisé non seulement par vis, boulons, goupilles, chevilles coniques ou vis de pression comme envisagé, mais également par soudure, collage ou autre dans le cas d'assemblage définitif. Le noeud d'assemblage de l'invention peut convenir pour la réalisation de poutres planes, avec membrure simple ou double, en treillis de toutes formes en X, ou en N, ou en V. On peut également réaliser des poutres planes croisées dans l'espace avec point d'épure unique pour les deux membrures. Les charpentes tridimensionnelles que l'on peut réaliser avec le noeud d'assemblage conforme à l'invention peuvent être du type bidirectionnel ou tridirectionnel, auquel cas le noeud d'assemblage est utilisé suivant - légèrement ~ , une orientation/différente de celle représentée sur les figures 1 et 2 de manière à permettre de réaliser des mailles en triangle équilatéral; REVENDICATIONS 1. Noeud d'assemblage pour profilés (p), notamment pour tubes carrés (1) ou ronds (2), caractérisé par le fait qu'il comprend au moins deux ensembles (X, Z) de deux éléments creux (3x, 4x : 3z, 4z), les éléments d'un meme ensemble étant parallèles entre eux et écartés l'un de l'autre, de façon à permettre le croisement des ensembles, sans interruption de matière, les deux éléments creux (3z, 4z) d'un des ensembles (Z) traversant l'espace existant entre les deux éléments creux (3x, 4x) de l'autre ensemble (X), tous les éléments du noeud étant assemblés entre eux, notamment par soudure, et des moyens d'accrochage, notamment formés par des trous (6 à 13), étant prévus sur ces éléments creux pour permettre d'attacher les profilés (p), l'ensemble étant tel que lesdits profilés peuvent être introduits sans déformation dans les éléments creux ou entre deux éléments creux d'un même ensemble. 2. Noeud selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comprend trois ensembles (X, Y, Z) de deux éléments creux (3x, 4x ; 3y, 4y ; 3z, 4z) parallèles, écartés l'un de l'autre de manière à permettre le croisement à angle droit des ensembles deux à deux, les axes (Ox, Oy, Oz) des trois ensembles formant un trièdre trirectangle. 3. Noeud d'assemblage selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que les éléments-creux (3x... 4z) ont des sections transversales creuses ouvertes notamment en U ou fl et que les deux éléments creux dans un même ensemble sont disposés de telle sorte que leurs concavités soient tournées vers l'extérieur. 4. Noeud d'assemblage selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait qu'il est réalisé avec des éléments creux à profil fermé ou à profil creux ouvert dont les cavités sont tournées vers le centre du noeud (N1). 5. Noeud d'assemblage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les éléments creux comportent des ouvertures (17), centrées sur les axes (Ox, Oy, Oz) des ensembles, permettant le passage d'un profilé à travers le noeud. 6. Noeud d'assemblage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comporte un noyau dans sa partie centrale, pour augmenter la rigidité de l'ensemble, ce noyau étant assemblé aux éléments creux du noeud. 7. Noeud d'assemblage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comporte, suivant la direction longitudinale de chaque élément creux, trois groupes de moyens d'accrochage (Gl, G2, G3), notamment formés par des trous (6 à 13), répartis suivant la direction axiale dudit élément creux, les deux groupes d'extrémité (G1, G3), des moyens d'accrochage, étant situés axialement de part et d'autre des éléments creux (3y, 4y) orthogonaux à l'élément considéré (4x), tandis que le troisième groupe de moyens d'accrochage (G2) est prévu, au niveau de ces élé.- ments creux orthogonaux (3y, 4y), ce troisième groupe (G2) comprenant des moyens d'accrochage prévus dans lesdits éléments orthogonaux (3y, 4y), notamment des trous (9,10) traversant ces éléments. 8. Noeud d'assemblage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les éléments creux de ce noeud, ou certains de ces éléments creux ont une longueur (H) supérieure à la somme des largeurs (j) des éléments creux (3z, 4z) orthogonaux et de l'écart (e) existant entre ces éléments creux orthogonaux, de telle sorte que les premiers éléments creux (3x, 4x) aient des parties (14) qui débordent de part et d'autre des bords transversaux (15) des éléments orthogonaux (3z, 4z), des moyens d'accrochage, notamment formés par des trous (16), étant prévus notamment dans ces parties débordantes. 9. Application d'un noeud d'assemblage selon la revendication 3 ou selon l'ensemble de la revendication 3 et de la revendication 7, notamment * ur.e structure tridimensionnelle, caractérisée par le fait que le noeud d'assemblage est disposé de telle sorte que les profilés (pxl, px2 pyl, py2 ; pzl, pz2) correspondant à trois directions orthogonales d'un trièdre trirectangle aient leurs axes confondus avec les axes (Ox, Oy, Oz) des trois ensembles du noeud, chaque profilé étant accroché aux deux éléments creux (3x, 4x ; 3y, 4y ; 3z, 4z) parallèles à la direc thon de ce profilé, éléments creux entre lesquels est engagée une extrémité dudit profilé, le profilé pouvant être également engagé dans la cavité tournée vers l'extérieur de l'élément creux orthogonal à la direction du profilé , des barres diagonales (pdl, pd2...), formées par d'autres profilés, étant accrochées respectivement aux deux groupes d'extrémité (G1, G3) des moyens d'accrochage des éléments creux, he noedd dXassemblage permettant d'assurer la réunion de 18 profilés dont les directions peuvent converger vers le centre du noeud. 10. Application d'un noeud d'assemblage selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, notamment à une structure tridimensionnelle, caractérisée par le fait que les profilés orientés parallèlement aux directions des axes orthogonaux des ensembles du noeud sont introduits dans les éléments creux parallèles à ces directions, les barres formées par les profilés étant doublées et symétriques l'une de l'autre par rapport au centre du noeud.