Brevet FR2562177A1 — publié le 19851004

- 1 - La présente invention a trait à un joint de noeud pour des ossatures réticulaires ou en treillis et elle se réfère notamment à un joint de noeud polyva- lent pour des ossatures réticulaires spatiales. Comme on le sait, quand on dit "système réti- culaire spatial" on entend l'agrégation modulaire et coordonnée dans l'espace, selon des critères géométri- ques rationnels, d'éléments de construction standardi-' sés, de résistance différenciée et de typologie sélec- O10 tionnée. Point de rencontre et d'appui d'un système ré- ticulaire quelconque est le joint de noeud qui reçoit et unit entre elles une pluralité de poutres rectilignes convergeant dans le marne joint de manière à construire un ensemble le plus possible rigide et indéformable. Il existe actuellement de nombreuses typolo- gies de joints de noeud. Par exemple il y a des joints de noeud dont l'âme est sphérique ou sphéroïdale, des joints hémisphériques, en forme de bague polygonale ron- de, à éléments individuels assemblables, pourvus de pla- ques ou mâchoires de serrage, ou de tronçons de tube fixés à des âmes sphériques, ou bien de tiges soudées sur place à des raccords de base, etc. Parmi tous ces joints l'un des plus répandus est le joint indiqué par la marque de fabrique "Mero" qui notamment consti- tue l'art connu le plus pertinent à la présente inven- tion. Le joint en question est formé d'un sphéroïde essentiellement plein et usiné mécaniquement de manière à définir sur sa surface des faces formant l'une par rapport à l'autre des angles de 45 et 90 . Chacune de ces faces est pourvue au centre d'un trou taraudé dans lequel peuvent être vissées les extrémités filetées de -2 - tiges de différentes dimensions. Théoriquement le vissa- ge n'est destiné qu'à empêcher la sortie par glissement des tiges et ces dernières doivent engager ledit sphé- roide par compression faisant fonction d'arbalétriers. En vue de permettre la convergence de plusieurs tiges vers un même sphéroide, on prévoit que les mêmes tiges soient très effilées aux extrémités de manière à déter- miner une surface de butée relativement réduite. Des joints de noeud de ce type peuvent amener à de bons résultats lors de la mise en oeuvre d.'ossatures réticulaires tant pleines que spatiales. Toutefois ils présentent quelques inconvénients importants. En effet les noeudsobtenus engagent leurs ti- ges respectives de manière à obtenir des articulations plutôt que des emboîtements et dans les ossatures réti- culaires il est avantageux d'avoir des emboîtements aus- si rigides que possible dans la zone des noeuds, en vue de réaliser des tiges plus légères et plus longues. En outre le noeud est coûteux à cause des différents usina- ges qu'il faut exécuter sur le sphéroide et aux extrémi- tés des tiges. Le coût est également une conséquence du fait que le noeud est aménagé pour des attaches qui doi- vent être toutes du même type sur chaque sphéroide. Il s'ensuit qu'il faut surdimensionner les attaches et les tiges qui. doivent être soumises à des efforts plus ré- duits. Des solutions techniques diverses impliquent la création de noeuds spéciaux très coûteux du fait qu'ils doivent être étudiés et mis en oeuvre de manière spéci- fique. Le dernier aspect mentionné de l'art connu est important étant donné qu'il limite de manière remarqua- ble l'activité d'un auteur de projets qui doit respecter -3- les caractéristiques propres à ces noeuds. Et en tout cas des solutions très différentes de celles standardi- sées ne sont pas possibles du fait que quand les tiges. sont trop proches l'une de l'autre, on crée des surfa- ces de compression ou d'appui trop réduites et, comme on le sait, les éléments filetés ne peuvent pas subir des contraintes targentielles. Dans cette situation, le but général de la présente invention est de créer un joint de noeud pour lO de- ossatures réticulaires en mesure de pallier les in- convénients mentionnés plus haut. Dans le cadre de ce but général c'est un im- portant but de la présente invention de créer un joint de noeud en mesure d'assurer une liaison très rigide avec les tiges de l'ossature réticulaire correspondante. Un autre but de l'invention est de créer un joint de noeud de coot réduit et en outre susceptible d'être dimensionné à chaque point en fonction des ef- forts effectivement transmis. Un autre but encore de l'invention est de créer un joint de noeud susceptible d'être adapté constamment, sans aucun usinage spécial, aux exigences spécifiques des constructeurs. Ces buts et d'autres encore qui ressortiront plus clairement par la suite sont atteints par le joint de noeud selon l'invention, pour des ossatures réticu- laires, du type destiné à engager une pluralité de tiges convergentes dans le joint et comprenant une âme centra- le qui peut être reliée au moyen de premiers et deuxiè- mes raccords auxdites tiges, ces premiers et deuxièmes raccords étant susceptibles de s'engager l'un dans l'au- tre par emboîtement, caractérisé en ce que lesdits pre- miers et deuxièmes raccords comportent des étaux et des pièces insérées, ci-après appelées tenons, de for- me conjuguée avec celle desdits étaux et susceptibles de pénétrer dans ceux-ci par-glissement en sens trans- versai à la direction de développement desdites tiges. D'autres caractéristiques et avantages ressor- tiront plus clairement de la description d'une forme d'exécution préférée de l'invention donnée à simple ti- tre d'exemple non limitatif en se référant aux dessins annexes, dans lesquels: - la figure 1 est une vue en perspective de la portion centrale d'un joint selon l'invention; - la figure 2 est une vue en plan du joint selon l'in- vention, relié à des tiges d'une ossature réticulaire; - la figure 3 montre partiellement de face et partielle- ment en coupe, comment une tige est engagée, en corres- pondance de ses extrémités opposées, avec deux joints selon l'invention; - les figures 4 à 6 illustrent respectivement en éléva- tion, de côté et en plan un tenon faisant partie du joint selon l'invention; - les figures 7 et 8 montrent respectivement en élévation et en plan un étau susceptible-de s'engager avec le tenon représenté sur les figures 4 à 6; - les figures 9 et 10 montrent respectivement une coupe équatoriale et une coupe polaire du noyau central du joint selon l'invention; - la figure Il montre comment un étau du type représen- té sur les figures 7 et 8 peut être positionné- sur le noyau central illustré sur les figures 9 et 10; -,les figures 12 et 13 montrent respectivement un étau et un tenon du même type que ceux représentés sur les - figures 7 et 4 mais façonnés de manière différente; - la figure 14 montre les éléments des figures 12 et 13 après leur assemblage; - la figure 15 est une vue en coupe d'un joint et de ses étau et tenon correspondants, selon une variante de la présente invention; et - la figure 16 montre en coupe un joint pourvu de toutes ses composantes selon une autre variante de la présente invention. En se référant aux dessins, le joint selon l'in vention est globalement indiqué en 1. Il est défini, dans ses grandes lignes, par une âme centrale 2 et par des pre- miers et deuxièmes raccords interposés entre l'âme cen- trale 2 et des tiges 3 définissant l'ossature réticulai- re. L'âme centrale 2 est de préférence une sphère creuse (figures 9 et 10) pourvue de trous polaires 4 mé- nagés en correspondance de renflements 5 de l'épaisseur de ladite sphère. Dans cette dernière on peut également ménager des trous de centrage 6 pour l'introduction de chevilles de centrage 7. Les premiers et les deuxièmes raccords inter- posés entre l'âme centrale 2 et les tiges 3 comportent des étaux 8 et des pièces insérées ou tenons 9. De pré- férence les étaux 8 sont reliés à l'âme centrale 2 et les tenons 9 aux tiges 3. Les liaisons sont exécutées par soudage. L'alignement correct est déterminé, en ce qui concerne les étaux 8, par les chevilles de centra- ge 7 (figure 11) et, en ce qui concerne les tenons 9, par une éventuelle embouchure dans les tiges 3 (figu- re 3). Les étaux 8 peuvent être constitués d'une seu- -6- le pièce en forme de fourche ou de deux portions dis- posées l'une à côté de l'autre. Dans les deux cas ils ont une zone de contact avec l'âme centrale 2 très éten due en largeur mais aplatie de manière à déterminer un encombrement réduit, eu égard aux étaux 8 disposés à c8té. Les étaux 8 permettent une introduction par glis- sement des tenons 9, en direction transversale à la di- rection de développement des tiges 3; Les étaux 8 peu- vent être pourvus d'au moins un cliquet d'arrêt 10 ten- dant à limiter, comme une butée de fin de course, l'in- troduction des tenons 9. Ces derniers, tel que représenté sur les figu- res 4 à 6, sont de forme conjuguée avec celle des étaux 8 et sont de préférence pourvus d'un ergot 11 d'extrémi- té destiné à empêcher la sortie axiale par glissement des mêmes tenons. Toutefois on peut façonner de manière différente tant les étaux 8 que les tenons 9 et leur donner par exemple les formes représentées sur les fi- gures 12 et 13. Dans cette forme d'exécution les surfa- ces de contact ont une gaufrure profonde qui peut rem- placer l'ergot 11 dans sa fonction d'empêcher la sortie axiale du tenon 9. Les tenons 9 sont pourvus d'un logement 12 susceptible de recevoir le cliquet d'arret 10 et ils sont surtout pourvus, de même que les étaux 8, de trous de passage, 13 et 14 respectivement, destinés à permettre l'introduction d'un boulon 15 (figures 3 et 14) dont le serrage empêche l'ouverture des étaux 8. Les trous de passage 13 et 14 et le boulon 15 réalisent un élément de blocage et lesdits trous sont dimensionnés de manière différente l'un par rapport à l'autre de manière à em- pêcher des actions de taille sur les boulons 15. - 7 - Selon une variante d'exécution (figure 15), on a indiqué en 16 un joint défini par une âme centrale 17 qui se compose de préférence d'une sphère creuse. Sur le pourtour de ladite âme 17 on prévoit une pluralité de tenons solidaires de cette dernière et indiqués globalement en 18,chacun desquels se compose d'un corps prismatique en forme de T, dont la queue 19 est dis- posée normale à la surface extérieure de ladite âme 17, alors que la tête 20 est introduite dans un espace de passage 21, de forme convenablement complémentaire, d'un étau indiqué globalement en 22. Plus en détail, ce dernier consiste en deux portions 23 et 24, en forme de demi-coques et disposées de manière à former, quand assemblées et fixées axiale- ment aux tiges, un corps 25 sensiblement tronconique dont la petite base 26 se prolonge de manière à détermi- ner, à la suite de l'assemblage, ledit espace de passa- ge 21. C'est dans cet espace que la tête 20 dudit te- non 18 pénètre et c'est toujours de celui-ci que la correspondante queue 19 sort à travers une ouverture 27. L'ouverture, 27, qui se forme elle aussi à la suite de l'assemblage précité, est formée de saillies convenables 27a et 27b qui-débordent desdites demi-co- ques 23 et 24 de manière symétrique, comme le montrent clairement les figures. L'union des deux demi-coques 23 et 24 est ob- tenue au moyen d'une soudure effectuée le long d'une collerette de guidage 28 de l'étau 22 en vue de fixer ce dernier à chaque tige. Deux trous de passage 29 et 30 sont prévus transversalement audit espace 21; ils sont destinés à permettre l'introduction d'un boulon 31 en tant que moyen de fixation. Le serrage de ce dernier parun écrou 32 fixe de manière rigide le tenon 18 à l'étau 22 et en mê- me temps fixe la demi-coque 23 à la demi-coque 24 égale ment du côté de sa petite base 26. Etant donné que la tête 20 est introduite, comme déjà dit, dans l'espace 21 de l'étau 22, elle aussi est pourvue transversalement d'un trou de passage 33 destiné à permettre le passage dudit boulon 31. Avantageusement les tenons 18 sont obtenus d'une seule pièce par moulage ensemble avec l'âme cen- trale 17. Cela est possible, par exemple, si l'on moule deux moitiés de sphère, chacune pourvue d'une pluralité convenable de tenons perpendiculairement à la surface de l'âme et si l'on unit ensuite les deux parties par soudage. Ou bien chaque tenon 18 peut être soudé norma- lement à ladite âme 17 du côté de sa queue 19 de maniè- re radiale. Dans cette forme d'exécution les éléments de butée ou tout autre moyen d'engagement ne sont pas né- cessaires du fait que la mise en place de chaque composan te est toujours déterminée de manière univoque en con- sidération des configurations particulières adoptées tant par les étaux 22 que par les tenons 18, réciproque- ment engagés. Toujours dans le cadre du but général de la présente invention, sur la figure 16 on a indiqué en 34 un joint de noeud mis en oeuvre selon une autre forme d'exécution. Ce joint est défini, dans ses grandes lignes, par une âme sphérique creuse 35 pourvue, sur son pour- tour extérieur, de convenables trous taraudés 36. Dans - 9 - ces derniers des queues 37 sont vissées, chacune des- quelles est portée par l'une des extrémités d'une che- ville correspondante, de préférence cylindrique, 38. Cette dernière est pourvue, à son autre extrémité, d'une bride annulaire 39. En 40 on a indiqué un tenon comportant un corps essentiellement cylindrique, creux à son intérieur, for- mé de deux parties ayant deux diamètres différents. L'une de ces parties, indiquée en 41 et de plus grand diamètre, est pourvue d'un rebord circulaire 42, légèrement en re- trait par rapport à ladite portion 41, qui s'engage de manière solidaire avec l'une des extrémités 43 de chaque tige 44. De préférence la partie 41 dudit tenon 40 a un diamètre égal à celui de la tige 44 de manière à former avec cette dernière un corps continu. A son extrémité opposée, ledit tenon 40 présen- te une deuxième partie 45, de diamètre inférieur par rap- port à la partie 41, pourvue le long de sa surface exté- rieure d'un filetage 46. Ce dernier s'engage avec un fi- letage correspondant 47 d'un embout 48, également de for- me sensiblement cylindrique et formé de deux zones dis- tirnctes. Une première zone, intérieure, dudit embout 48 est pourvue dudit filetage 47 et est façonnée de maniè- re qu'elle peut s'engager avec la partie 45 du tenon 40 grâce au filetage correspondant 46 prévu sur ce dernier. Une deuxième zone intérieure est façonnée de manière qu'elle peut recevoir la bride 39 et en empêcher la sortie. A cet effet l'embout 48 est pourvu d'une sail- lie annulaire 49. Eventuellement la tige 44 a sa portion termi- nale extérieure filetée sur son pourtour, de manière à être vissée à l'intérieur de son embout respectif 48. - n0 - Dans cette solution le tenon 40 est complètement élimi- né et par conséquent également la soudure correspondan- te de la tige 44. Du point de vue de l'assemblage, dans chacun des trous 36 de chaque âme 35 est vissée la queue 37 re- lative à la cheville 38, préalablement introduite dans l'embout 48, qui est ensuite vissé sur le tenon 40 grâ- ce aux respectifs filetages 46 et 47. De cette manière le joint de noeud est assemblé d'une façon compacte. L'invention atteint ainsi les buts visés. En effet la jonction obtenue est de type très rigide et fiable. En outre la structure du joint et le mode d'exé- cution de celui-ci ne varient pas en variant le nombre et la position des tiges qui aboutissent au même joint. On évite ainsi des usinages spéciaux et tous les joints peuvent avoir des prix semblables. Il faut remarquer enfin qu'avec le joint ob- jet de la présente invention on peut arranger chaque fois la quantité exacte d'étaux 8 nécessaires et éta- blir les dimensions les plus appropriées de ces der- niers, en fonction des efforts prévus chaque fois. Par conséquent il ne faut pas surdimensionner les éléments soumis à des efforts plus faibles, ce qui entraîne un remarquable allégement des ossatures, ainsi qu'une économie dans les prix de revient. Pratiquement le joint de noeud obtenu est poly- valent et adaptable aux situations les plus diverses à des prix contenus, sans des changements structuraux d'im- portance. En outre on peut toujours effectuer le moulage de deux moitiés de sphère 17 pourvues du nombre néces- saire de tenons 18 et les unir ensemble après de manière à réduire lescoûts et à optimiser les temps de travail. - I1 - Un autre avantage qui résulte de cela consiste en ce qu'on peut mouler chaque fois même les tenons 18,en leur donnant les dimensions les plus correspondantes aux valeurs de projet, de manière à améliorer encore davan- tage le travail à la compression des tiges sur les âmes et en même temps alléger l'ossature. Enfin le joint de noeud obtenu selon la deuxiè- me variarte est bien plus économique par rapport aux autres de différente conception; en effet, présentant un rcnombre plus réduit d'usinages, il offre une plus gran- de facilité d'intervention en cas de remplacements et/ ou de modifications. Il est évident que l'utilisation de composantes techniques équivalentes, même si de structure différente, ainsi que des modifications de nature pratique ne s'écar- - tent pas des principes de base de l'invention tels qu'ils ont été décrits ci-dessus et tels qu'ils sont énoncés dans les revendications qui suivent. - 12 - R E V E N D I C A T I ONS 1. Joint de noeud pour ossatures réticulaires du type destiné à engager une pluralité de tiges convergen- tes dans le même joint et comprenant une âme centrale (2) qui peut-être reliée au moyen de premiers et deuxiè- mes raccords auxdites tiges (3), ces premiers et deuxiè- mes raccords étant susceptibles de s'engager l'un dans l'autre par emboîtement, caractérisé en ce que lesdits premiers et deuxièmes raccords comportent des étaux (8, 22) et des pièces insérées ou tenons(g, 18) de forme con- juguée avec celle desdits étaux et susceptibles de péné- trer dans ceux-ci par glissement en sens transversal à la direction de développement desdites tiges. 2. Joint selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte des éléments de blocage desdits tenons et étaux représentés par un boulon (15) traversant lesdits étaux et tenons en correspondance de trous (13 et 14) de dimensions différentes en vue d'éviter des ac- tions de taille. 3. Joint selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits tenons sont engagés auxdites tiges et lesdits étaux sont engagés à ladite âme centrale et mis en place au moyen de chevilles de centrage (7) introdui- tes entre les étaux et lesdites âmes centrales. 4. Joint selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits étaux sont pourvus d'au moins un cli- quet d'arrêt (10)pou.r arrêter l'introduction par glis- sement desdits tenons. 5. Joint selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits étaux sont engagés auxdites âmes cen- trales par des portions essentiellement aplaties, soudées sur les mêmes âmes centrales. - 13 - 6. Joint selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits tenons sont pourvus à leur partie terminale d'un ergot (11).. 7. Joint selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite âme centrale comporte une sphère creu- se pourvue de trous polaires et épaissie en correspon- dance des mêmes trous. 8. Joint de noeud pour ossatures réticulaires se- lon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits 1O tenons (18) sont solidaires de l'âme centrale (17) et que lesdits étaux (22) sont soudés aux tiges et pourvus de moyens de fixation réciproque. 9. Joint de noeud pour ossatures réticulaires se- lon la revendication 8, caractérisé en ce que ladite â- me centrale (17) est obtenue par moulage en deux moitiés de sphère creuses, chacune pourvue d'un nombre convenable de tenons (18) disposés radialement. 10. Joint de noeud pour ossatures réticulaires se- lon la revendication 8, caractérisé en ce que lesdits tenons comportent un corps prismatique en forme de T, dont la queue (19) est solidarisée avec ladite âme cen- trale normalement à la surface extérieure de cette der- nière, et dont la tête (20) est engagée dans lesdits é- taux (22). 11. Joint de noeud pour ossatures réticulaires se- lon la revendication 8, caractérisé en ce que lesdits étaux comportent deux portions (23 et 24) sensiblement en forme de demi-coques et disposées de manière à former, quand assemblées et fixées axialement aux tiges, un corps (25) sensiblement tronconique, dont la petite base (26) se prolonge de manière à définir un espace de pas- sage (21) dans lequel pénètre la tête (20) dudit tenon - 14 - et duquel sort la queue (19) de ce dernier, à travers une ouverture définie par des saillies appropriées (27a et 27b) débordant de manière symétrique d'une extrémité de chacune desdites demi-coques. 12. Joint de noeud pour ossatures réticulaires du type comprenant une âme centrale (35), susceptible d'ê- tre reliée, au moyen de chevilles (38)'et tenons (40), à une pluralité de tiges (44), caractérisé en ce que les- dites chevilles, de forme cylindrique, sont engagées avec la même âme et sont pourvues d'une bride (39), et en ce que lesdits tenons sont associés avec l'une des extrémités (43) desdites tiges et sont pourvus de bri- des complémentaires de celles desdites chevilles, les- dits tenons et chevilles étant unis l'un à l'autre de manière rigide au moyen d'un embout (48). 13. Joint de noeud pour ossatures réticulaires se- lon la revendication 12, caractérisé en ce que ladite cheville est pourvue à l'une de ses extrémités d'une bride (39) et à son autre extrémité d'une queue filetée (37) qui s'engage dans un trou (36) ménagé sur la sur- face de ladite âme. 14. Joint de noeud pour ossatures réticulaires se- lon la revendication 12, caractérisé en ce que chacun desdits tenons (40) comporte un corps creux sensiblement cylindrique, comprenant une première partie (41) de dia- mètre plus large, pourvue d'un rebord annulaire (42), légèrement en retrait, à travers lequel chaque tenon s'engage rigidement avec la partie finale (43) de chaque tige, et une deuxième partie (45) de diamètre plus mince, pourvue d'une zone filetée (46), à travers laquelle cha- que tenon s'engage avec ledit embout (48), en vue de réa- liser la jonction avec ladite cheville (38). - 15 - 15. Joint de noeud pour ossatures réticulaires se- lon la revendication 12, caractérisé en ce que la par- tie finale extrême (43) de ladite tige est filetée sur son pourtour de manière à être vissée à l'intérieur de son embout respectif.